KR101436578B1 - 척추 측만증의 발병 위험성을 측정하는 방법, 척추 측만증에 걸린 대상자를 계층화하는 방법, 척추 측만증에 걸린 대상자에 있어서 고정기의 효능을 평가하는 방법, 및 이를 위한 키트 - Google Patents
척추 측만증의 발병 위험성을 측정하는 방법, 척추 측만증에 걸린 대상자를 계층화하는 방법, 척추 측만증에 걸린 대상자에 있어서 고정기의 효능을 평가하는 방법, 및 이를 위한 키트 Download PDFInfo
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Abstract
대상자로부터 얻은 시료 중에서 오스테오폰틴 (OPN)의 경시적인 발현을 모니터링하여, 대상자 시료에 있어서 경시적으로 OPN 발현이 증가하면 그 대상자는 척추 측만증 발병 위험이 있음을 나타내는 것으로 하는 척추 측만증의 발병 위험성을 측정하는 방법.
척추측만증, 오스테오폰틴, CD44 억제제, sCD44 촉진제
Description
관련 출원의 상호 참조
[0001] 이 출원은 2007년 3월 30일 출원된 미국 가특허출원 제 60/909,408gh 및 2008년 2월 1일 출원된 미국 가특허출원 제61/025,571호의 35 U.S.C.§119(e)조 규정에 따른 우선권 주장 출원이다. 본 명세서에 언급된 모든 문헌은 그 내용 전체가 본문에 참조로 통합되어 있다.
연구 또는 개발에 대한 연방정부 지원 여부에 관한 진술
[0002] N/A
발명의 분야
[0003] 본 발명은 척추측만증의 발병 위험성을 측정하는 방법, 척추측만증에 걸린 대상자를 계층화하는 방법, 척추측만증에 걸린 대상자에 있어서 고정기의 효능을 평가하는 방법 및 이를 위한 키트에 관한 것이다.
[0004] 척추 기형 및 특히 척추측만증은 아동과 청소년에서 발생하는 가장 흔한 유형의 정형외과적 기형데, 청소년기 특발성 척추측만증(AIS: adolescent idiopathic scoliosis)은 척추측만증의 가장 흔한 형태이다.
[0005] 청소년기 특발성 척추측만증 (AIS)의 병인에 대하여는 거의 알려지지 않은 상태임으로 해서 AIS는 유전적 소인과 함께 다원적 질병이라는 전통적인 패러다임이 형성되었다.(1-7) AIS에 걸린 환자의 수술 중에 얻은 생검물로부터 유도된 세포에 있어서 멜라토닌 시그널링 장애가 일어난다는 것이 보고된 바 있다.8
[0006] 불행하게도, 아동이나 청소년의 AIS 발병 위험성을 확인할 수 있는 입증된 방법이나 테스트 또는, 이 질환에 걸린 개체 중 누가 이 질환의 진행 위험성으로 인하여 치료를 요하는지를 확인할 수 있는 입증된 방법은 없다. 그 결과, 고정기 또는 외과적 교정과 같이 현재 행하여지고 있는 치료법은 척추 기형이 심해질 때까지 또는 이 질환이 상당히 진행되었다는 것이 명백히 입증될 때까지 지연됨으로 해서, 최적의 치료를 지연시키거나 감소시키고 있다.29
[0007] 본 발명은 몇몇 문헌을 인용하고 있으며, 이들 문헌은 그 내용 전체가 본문에 참조로 통합된다.
발명의 개요
[0008] 더욱 구체적으로, 본 발명에 따라 대상자로부터 얻은 시료 중에서 오스테오폰틴(OPN: osteopontin)의 경시적인 발현을 모니터링하여, 대상자의 시료 중 에서 OPN 발현이 경시적으로 증가할 경우 그 대상자는 척추측만증의 발병 위험성이 있다고 판단하는 것을 포함하여 이루어지는 척추측만증의 발병 위험성을 측정하는 방법이 제공된다.
[0009] 특수한 실시 상태에 있어서, 모니터링은 대상자가 약 3세가 되었을 무렵부터 개시한다. 또 다른 특수한 실시 상태에 있어서, 모니터링은 적어도 1개월에 약 1회의 측정 빈도로 OPN 발현을 측정함으로써 수행한다. 또 다른 특수한 실시 상태에 있어서, 모니터링은 적어도 6개월에 약 1회의 빈도로 OPN 발현을 측정함으로써 수행한다. 또 다른 실시 상태에 있어서, 이 방법은 대상자로부터의 시료 중에서 sCD44 발현을 측정하는 것을 추가로 포함한다. 또 다른 특수한 실시 상태에 있어서, OPN 발현의 모니터링은 효소 결합 면역흡수분석법 (ELISA) 또는 방사능면역분석법 (RIA)을 이용하여 수행한다.
[0010] 본 발명에 따라, 대상자로부터의 시료에 있어서 오스테오폰틴 (OPN) 발현을 측정하고; 대조군 시료에서보다 대상자 시료에서 OPN 발현이 더 높을 경우 그 대상자가 척추측만증의 발병 위험성이 있는 것으로 판단하는 것을 포함하여 이루어지는 척추측만증의 발병 위험성을 측정하는 방법이 제공된다.
[001] 또 다른 특정 실시 상태에 이어서, 대상자는 척추측만증에 걸릴 것 같은 후보자이다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 대상자는 청소년기 특발성 척추측만증에 걸릴 것 같은 후보자이다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 대상자는 척추측만증에 걸린 것으로 예진된 경우이다.
[0012] 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 대상자는 청소년기 특발성 척추측 만증에 걸린 것으로 예진된 경우이다.
[0013] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 대상자로부터 얻은 시료 중에서 오스테오폰틴 (OPN) 발현을 측정함으로써, 이러한 측정 단계에 의하여 대상자를 척추측만증 서브그룹으로 계층화시키는 것을 포함하여 이루어지는, 척추측만증에 걸린 대상자를 계층화시키는 방법이 제공된다.
[0014] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 대상자에게 고정기를 설치하기 전 및 고정기 설치 후 적어도 한번 대상자의 시료 중에서 오스테오폰틴 (OPN) 발현을 측정하고, 고정기 설치 전보다 고정기 설치 후의 OPN 발현이 증가한 경우 고정기가 효과가 없는 것으로 판단하는 것을 포함하여 이루어지는, 대상자에 있어서 고정기의 효능을 평가하는 방법이 제공된다.
[0015] 특정한 실시 상태에 있어서, 고정기 설치 후 OPN 발현을 측정하는 것은 고정기를 설치한지 적어도 1개월 후에 행한다. 또 다른 특수한 실시 상태에 있어서, 대상자에 고정기를 설치한 후 OPN 발현을 측정하는것은 고정기 설치 후 적어도 2개월 경과 후에 수행한다. 또 다른 특수한 실시 상태에 있어서, 대상자에게 고정기 설치 후 OPN 발현을 측정하는 것은 고정기 설치 후 적어도 3개월 경과 후 수행한다. 또 다른 특수한 실시 상태에 있어서, 대상자에 있어서 고정기 설치 후 OPN 발현을 측정하는 것은 고정기 설치 후 적어도 6개월 경과 후에 수행한다.
[0016] 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 이 방법은 대상자로부터의 시료 중에 있어서 가용성 CD44 수용체 (sCD44) 발현을 측정하는 것을 추가로 포함하여 이루어진다.
[0017] 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 대상자로부터 얻은 시료는 대상자로부터 얻은 생물학적 체액이다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 생물학적 체액은 혈액, 뇨, 눈물 및 타액으로 구성된 군으로부터 선택된다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 생물학적 체액은 혈장이다.
[0018] 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, OPN 발현물은 OPN 단백질이다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, OPN 발현의 측정은 OPN에 특이적으로 결합하는 항체를 이용하여 수행한다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, OPN 발현의 측정은 효소 결합 면역흡수분석법 (ELISA)을 이용하여 수행한다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 시료는 혈장 시료이고 혈장 1 밀리리터 당 700 나노그램을 초과하여 OPN이 발현될 경우 그 대상자는 척추측만증의 발병 위험성이 있는 것으로 진단한다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 시료는 혈장 시료이고 혈장 1 밀리리터 당 800 나노그램을 초과하여 OPN이 발현될 경우 그 대상자는 척추측만증의 발병 위험성이 있는 것으로 진단한다.
[0019] 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, OPN 발현물은 OPN RNA이다. 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 대상자로부터의 시료는 척추주위(paraspinal) 근육의 생검시 얻은 시료이며 OPN 발현물은 OPN RNA이다.
[0020] 본 발명의 또 다른 실시 상태에 따라, 후보 물질을 오스테오폰틴(OPN)을 발현하는 세포와 접촉시키고, OPN의 발현을 측정한 다음, OPN 발현이 그 후보 물질의 부재시에 비하여 후보 물질 존재 시에 더 낮을 경우, 그 후보 물질을 선택하는 것을 포함하여 이루어지는, 척추측만증을 경감 또는 예방할 수 있는 잠재 적인 후보 물질의 선택 방법이 제공된다.
[0021] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 후보 물질을 sCD44를 발현하는 세포와 접촉시키고, sCD44의 발현을 측정한 다음, OPN 발현이 그 후보 물질의 부재시에 비하여 후보 물질 존재 시에 더 높을 경우, 그 후보 물질을 선택하는 것을 포함하여 이루어지는, 척추측만증을 경감 또는 예방할 수 있는 잠재적인 후보 물질의 선택 방법이 제공된다.
[0022] 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 세포는 척추측만증 환자로부터 유래된 세포이다.
[0023] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증이 척추측만증 모델 동물에서 발병되기 전에 후보 물질을 그 동물에 투여하고, 후보 물질이 투여되지 않은 대조군 동물에 비하여 그 모델 동물에서 척추측만증이 예방 또는 경감된 경우 그 후보 물질을 선택하는 것을 포함하여 이루어지는, 척추측만증을 경감 또는 예방할 수 있는 잠재적인 후보 물질의 선택 방법이 제공된다.
[0024] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증에 걸린 대상자에게 유효 치료량의 오스테오폰틴 (OPN) 억제제 또는 셀레늄이 풍부한 식단을 투여함으로써 척추측만증을 예방 또는 치료하는 것을 포함하여 이루어지는, 척추측만증을 예방 또는 경감시키는 방법이 제공된다.
[0025] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증에 걸린 대상자에게 유효 치료량의 CD 억제제를 투여함으로써, 척추측만증을 예방 또는 치료하는 것을 포함하여 이루어지는, 척추측만증을 예방 또는 경감시키는 방법이 제공된다.
[0026] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증에 걸린 대상자에게 유효 치료량의 sCD44 촉진제를 투여함으로써, 척추측만증을 예방 또는 치료하는 것을 포함하여 이루어지는, 척추측만증을 예방 또는 경감시키는 방법이 제공된다.
[0027] 본 발명의 방법의 특정 실시 상태에 있어서, 대상자는 인간이다. 본 발명의 방법의 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 대상자는 인간 여성이다. 본 발명의 방법의 또 다른 특정 실시 상태에 있어서, 대상자는 인간 남성이다.
[0028] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증을 치료 또는 예방하는데 이용되는 오스테오폰틴 억제제가 제공된다.
[0029] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증을 치료 또는 예방하는데 이용되는 CD44 억제제가 제공된다.
[0030] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증을 치료 또는 예방하는데 이용되는 sCD44 촉진제가 제공된다.
[0031] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증을 예방 또는 치료하기 위한 약제의 제조를 위한 오스테오폰틴 억제제의 용도가 제공된다.
[0032] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증을 예방 또는 치료하기 위한 오스테오폰틴 억제제의 용도가 제공된다.
[0033] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증을 예방 또는 치료하기위한 약제의 제조를 위한 CD44 억제제의 용도가 제공된다.
[0034] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증의 예방 또는 치료를 위한 CD44 억제제의 용도가 제공된다.
[0035] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증의 예방 또는 치료를 위한 의약의 제조를 위한 sCD44 촉진제의 용도가 제공된다.
[0036] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증의 예방 또는 치료를 위한 sCD44 촉진제의 용도가 제공된다.
[0037] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 척추측만증은 청소년기 특발성 척추측만증이다.
[0038] 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 오스테오폰틴 (OPN)에 특이적인 리간드 및 척추측만증 발병 위험을 예측하기 위한 키트에 사용될 지침서를 포함하여 이루어지는, 척추측만증의 발병 위험성을 예측하기 위한 키트가 제공된다. 특정 실시 상태에 있어서, 이 키트는 가용성 CD44 (sCD44)에 특이적인 리간드를 추가로 포함한다.
[0039] 본 발명의 다른 목적, 장점 및 특성은 첨부된 도면을 참조로 오직 예시 목적을 위해 제공된 특정 실시 상태에 대한 이하의 비제한적인 설명을 읽으면 더욱 명확히 이해될 것이다.
[0063] 청소년기 특발성 척추측만증(AIS)에 있어서 오스테오폰틴 (OPN) (분비된 인단백질 1, 골 시알로단백질 1, 조기 T-임파구 활성화 1이라고도 칭해짐), 다기능성 시토카인의 연관성을 조사하고, 혈장 OPN 농도를 세가지 집단, 즉; AIS에 걸린 환자, 가족 중 척추측만증에 걸린 조상이 없는 건강한 대조군 대상자, 및 부모 중 적어도 한명이 척추측만증 환자이며, 발병 위험이 있다고 여겨지는 무증상 후손 대상자 ("발병 위험이 있는 아동")에 대하여 측정하였다.
[0064] AIS에 걸린 252명의 연속 환자군을 척추측만증 가족력이 없는 건강한 35명의 대조군 대상자 및 70명의 발병 위험이 있는 무증상 대상자와 비교하였다. 모든 대상자들은 백인이었고 이들의 피부묘기(dermographic) 특성을 아래의 표 2에 나타내었다. 효소 결합 면역흡수 분석법에 의하여 혈장 OPN, 가용성 CD44 수용체 (sCD44) 및 히알루로난 (HA) 수준을 측정하였다. 송과체가 절단된 병아리 및 OPN 또는 공지의 OPN 수용체인 CD44 중 어느 하나가 없는, 유전적으로 변형된 양족 C57Bl/6j 마우스 역시도 연구 대상으로 하였다.
[0065] AIS에 걸린 환자에 있어서의 평균 혈장 OPN 농도는 Cobb 각도가 >45o (1 밀리리터 당 965±414 나노그램)인 AIS 환자에 경우가, 건강한 대조군 (1 밀리리터 당 570±156 나노그램) 보다 훨씬 더 높았고, Cobb 각도가 <45o (1 밀리리터 당 799±284 나노그램)인 AIS 환자의 경우보다 훨씬 더 높았다. AIS에 대한 OPN의 진단 감수성 및 특이성은 각각 84.4% 및 90.6%였다 (컷오프 값 ≥ 1 밀리리터 당 800 나노그램). 서브그룹에 대한 분석 결과 발병 위험이 있는 아동의 47.9 퍼센트는 OPN 값이 1 밀리리터 당 800 나노그램을 상회하였는데, 이는 대조군의 경우 단지 8.6 퍼센트에 불과하였다는 것과 대비되는 것으로, 상승된 혈장 OPN 농도가 척추측만증 형성에 선행함을 가리키는 것이다. 모든 그룹에 있어서, 평균 혈장 sCD44 수준과 HA 수준에는 유의적인 차이가 없었다. 척추측만증의 병태생리학과 관련, 양족 C57Bl/6j 마우스 모델은 척추측만증의 발병이 CD44 수용체와 OPN과의 상호작용을 필요로 한다는 것을 입증하였는데, 이는 유전적으로 변형된 양족 마우스 중 어느 것도 척추측만증을 발병하지 않았기 대문이다. 본 발명에 개시된 OPN에 대한 컷오프 값은 IBL로부터의 인간 OPN에 특이적인 시판 Elisa 키트를 이용하여 산출된 것이다. 이 값들은 OPN 발현물 (mRNA 또는 단백질)이 달리 측정될 경우에는 달라질 수 있다 (예컨대, 상이한 생물학적 시료에서 OPN RNA 또는 OPN 단백질을 통하여 그러나 상이한 항체를 이용하여 OPN 발현 측정).
[0066] OPN (분비된 인단백질-1, 미노폰틴 또는 Eta-1로도 칭해짐)은 세포외 매트릭스와 같은 미네랄화 조직에 존재하는 아르기닌-글리신-아스파테이트 (RGD) 서열을 함유하는 포스포릴화 당단백질이다. 이 다기능 시토카인은 많은 병리적 조건과 연관이 있다.9,10 소뇌, 골격근 고유수용성 감각 기관 및 평형을 조절하는 내이 구조(11)와 같은 자세성 조절 중심 (postural contral centers)에 OPN 전사체와 단백질이 존재한다는 것은 흥미로운데, 이는 AIS 환자들 역시도 자세성 조절, 고유수용성 및 평형능 결여를 나타내기 때문이다.(12;13) 여러가지 성인 암과 염증성 질환에서 OPN 혈장 농도가 높은 것으로 관찰되었다.30-33
[0067] OPN 시그널링 작용: OPN 시그널링 경로는, 비록 인테그린과 상호작용하는 것 이외에, OPN이 세포 표면에서 CD44 수용체와 상호작용할 수 있다는 것이 알려지기는 했지만, 여전히 잘 이해되지 않고 있다.14,15 CD44가 히알루로난(HA)의 주요 수용체이기는 하나, 이것은 OPN에 대한 수용체 역할도 하고 다중 RGD 결합 부위를 갖는다. 부착 분자의 CD44 패밀리의 모든 인간 이소형이 단일 유전자에 의하여 코딩된다. 인간 CD44 유전자 중 19개 엑손 중 12개를 교대로 스플라이싱하면 복수개의 변이체 이소형이 생산되고16,17 이러한 구조적 이종성은 피브로넥틴18, 콘드로이틴 황산염19, 오스테오폰틴20, 적어도 2개의 헤파린 결합 성장 호르몬 및 히알루로난21,22를 포함하는 CD44의 리간드 레퍼토리에 책임이 있다. sCD44의 가용성 변이체 이소형 (sCD44var)은 몇몇 병리학적 증상과 연관이 있다.16,18,23,24 sCD44 이소형은 세포 표면 CD44의 단백질분해 절단을 통해서 또는 교번 스플라이싱에 의한 드 노보 합성을 통해 생성되는 것으로 제안되었다. CD44 분자들 중 변이체 엑손 용도와 관련이 없는 기능적 다양성은 CD44H 또는 여타의 특정한 스플라이스-변이체가 어떤 세포 종류에서 발현될 때는 히알루로난(HA) 결합에 활성적인 반면 다른 세포에서 발현될 경우에는 불활성적이라는 관찰에 의해 입증된다. 많은 CD44 이소형태가 조직 특이적이지만, sCD44의 가용성 변이체 이소형(들)의 전 범위는 몇몇 병리학적 증상과 연관되어 있다. 실제로, 전체 sCD44 및 특이적인 가용성 CD44 이소형의 순환 농도는 비호지킨씨 임파종 및 유방암, 위암 및 대장암종을 비롯한 몇몇 악성 종양의 종양 전이와 연관이 있는 것으로 나타났다. 가용성 CD44의 수준 역시 류마티스 관절염, 내장 점막 염증(pouchitis) 및 대장염, 및 기관지염과 같은 특정한 염증성 증상을 앓는 대상자의 체액에서 더 높은 것으로 알려져 있다. 히알루론산염 또는 히알루론산으로도 칭해지는 히알루로난(HA)은 신체에 널리 분포하는 뮤코다당류로서 섬유아세포 및 기타 특화된 연결 조직 세포를 비롯한 다양한 세포에 의해 생산된다.
]0068] 본 발명에서 "대상자"라는 용어는 인간, 마우스, 래트, 개, 고양이, 돼지, 원숭이, 말 등을 비롯한 여하한 포유동물을 가리키는 것이다. 특정 실시 상태에서 이 용어는 인간을 가리킨다.
[0069] 본 발명에서 "고정기(brace)"라는 용어는 치과적 및 정형외과적 교정기를 모두 포함하며 따라서 "고정기를 설치하다"라는 의미는 대상자에게 고정기를 설치하는 작용을 가리킨다. 특정한 실시 상태에 있어서, 이 용어는 척추측만증 대상자의 고정기를 가리키는 것으로 의도된다.
[0070] 본 발명에서 "척추 칠환 및 척추측만증을 유발하는 질환"이라는 용어는 척추측만증의 발병과 연관이 있을 수 있는 질환을 가리키는 것이다. 여기에는 AIS, 선천성 척추측만증, 선천성 사이포즈(cyphose) 척추측만증, 신경계 척추측만증, 형성이상성 척추측만증, 신경섬유종증, 뇌성마비, 근육퇴행위축증, 신경근육 척추측만증, 척추전방전위증 및 누난(Noonan) 증후군이 포함되나 이에 한정되지 않는다. 사고에 의한 것 또는 특정한 선천성 기형에 의해 야기되는 것은 계층화 또는 예측될 수 있는 척추측만증으로부터 배제된다.
[0071] 본 발명에서 "청소년기 특발성 척추측만증에 걸릴 가능성이 높은 후보"라는 용어에는 부모 중 적어도 한 사람이 청소년기 특발성 척추측만증에 걸린 아동이 포함된다. 여러 인자들 중에서도, 연령(청소년기), 성별 및 유전성 (즉, 척추측만증에 걸린 모친이나 부친을 두었다는 것)은 척추측만증의 발병 위험에 기여하는 것으로 알려져 있으며 어느 정도는 척추측만증의 발병 위험성을 평가하는데 이용된다. 특정 대상자에 있어서, 척추측만증은 급속히 진전되어, 단기간에 교정 수술을 필요로 하는 시점에 이르게 된다. AIS가 진단된 시점 (척추측만증이 명백한 때)에서 할 수 있는 현재의 처치로는 관찰 (Cobb 각도가 약 10-25o인 경우), 정형외과적 기구의 사용 (Cobb 각도가 약 25-30o인 경우), 및 외과적 수술 (Cobb 각도가 45o를 초과하는 경우)이 있다. 이 질환의 진행 위험성을 측정하고 치료 효능을 모니터링하는 본 발명에 따른 보다 신뢰성 높은 방법은 1) 척추측만증을 심화시키는 것으로 알려진 특정 식품을 배제한 적절한 식단을 선택하고; 2) 최적의 치료제를 선택하며; 3) 가장 덜 침습적인 예방 작용 및/또는 자세적 운동, 정형외과적 기구, 및/또는 덜 침습적인 외과수술 또는 융합없는 외과수술 (척추골을 융합하지 않고 척주 운동성을 보존하는 외과수술)을 선택하는데 도움이 될 수 있다.
[0072] 본 발명에서, "위중한 AIS"라는 용어는 Cobb 각도가 45o 이상인 척추측만증을 칭한다.
[0073] 본 발명에서, "척추측만증 발병 위험성"이라는 용어는 척추측만증 (즉, 척추 기형) 및/또는 미래에 보다 심각한 척추측만증을 일으킬 유전적 또는 대사적 소인을 가리킨다. 예를 들어, 대상자의 Cobb 각도가 증가 (예컨대 40o에서 50o를로, 또는 18o에서 25o로 증가)하는 경우 척추측만증이 "발병"한다고 한다.
[0074] 본 발명에서 "생물학적 시료"라는 용어는 생명체로부터 분리된 여하한 고체 또는 액체 시료를 가리킨다. 특정 실시 상태에 있어서, 이 용어는 인간으로부터 분리된 여하한 고체 또는 액체 시료를 칭한다. 여기에는 생검물, 혈액, 눈물 (48), 타액, 모유, 윤활액, 뇨, 귀지액(ear fluid), 양수 및 뇌척수액을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 특정 실시 상태에서 이 용어는 혈액 시료를 가리킨다.
[0075] 본 발명에서 "혈액 시료"라는 용어는 혈액, 혈장 또는 혈청을 가리킨다. 바람직한 실시 상태에 있어서는 혈장이 사용된다. 보다 특정한 실시 상태에 있어서 이 용어는 혈장 시료를 가리킨다.
[0076] 본 발명에서 "대조군 시료"라는 용어는 척추측만증에 걸린 것으로 알려진 대상자 또는 척추측만증의 발병 위험이 있는 후보로 알려진 대상자로부터 유래한 것이 아닌 시료를 의미한다. 척추측만증에 걸린 것으로 예진된 대상자에 있어서 척추측만증의 발병 위험을 측정하는 방법에 있어서는, 그러나 시료가 이 질환 또는 질병의 초기 상태에서 엄밀한 검사를 거친 대상자로부터 유래된 것일 수 있다.
[0077] 본 발명에서 척추측만증와 관련하여 "치료" 또는 "치료하다"라는 용어는 이미 존재하는 척추 기형에 있어서의 Cobb 각도 감소, 척추 운동성의 증진, 척추 운동성의 보존/유지, 특정 플랜의 평형 및 밸런스의 증진; 특정 플랜에 있어서 기능성 향상, 특정 플랜에 있어서 기능성의 유지/보유, 미용상의 개선, 및 이들의 조합 중 적어도 한가지를 의미하는 것이다.
[0078] 본 발명에서 척추측만증와 관련하여 "예방하다" 또는 "예방"이라는 용어는 척추측만증에 걸린 환자 또는 무증상 환자에 있어서, Cobb 각도 진행 감소, 흉곽 및 골반에 3차원적 영향을 미치는 변화를 비롯한 척추 기형 환영의 완전한 예방, 및 이들의 조합 중 적어도 한가지를 의미하는 것이다.
[0079] 본 발명에서 "오스테오폰틴 억제제"라는 용어는 OPN (sspi1이라 칭해지는 유전자)의 발현 (전사 또는 번역)을 감소 또는 차단할 수 있는 물질, OPN 분비를 감소 또는 차단할 수 있는 물질 또는 OPN이 그의 수용체인 CD44에 결합하는 것을 감소 또는 차단할 수 있는 물질을 가리킨다. 이러한 물질은 천연 또는 합성된 것일 수 있고 OPN에 특이적으로 결합하는 항체와 같은 단백질, 펩타이드, 소분자, OPN에 특이적인 siRNA 또는 안티센스와 같은 비제한적인 뉴클레오타이드일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
[0080] 본 발명에서 "CD44 억제제"라는 용어는 CD44의 발현 (전사 또는 번역)을 감소시킬 수 있는 물질, 또는 세포막에서 CD44 국소화를 감소시킬 수 있는 물질을 가리킨다. 이 물질은 천연 또는 합성된 것일 수 있고 CD44에 특이적으로 결합하는 항체와 같은 단백질 (이에 한정되지 않는다), 펩타이드, 소분자, CD44에 특이적인 siRNA 또는 안티센스와 같은 비제한적인 뉴클레오타이드일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
[0081] 본 발명에서 "sCD44 촉진제"라 함은 sCD44의 발현 (전사 또는 번역)을 증가시킬 수 있는 물질, sCD44 분비를 증가시킬 수 있는 물질 또는 OPN에 대한 sCD44 친화성을 증가시킬 수 있는 물질을 의미한다. 이 물질은 단백질, 펩타이드, 소분자 또는 뉴클레오타이드일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
[0082] 본 발명에서 관사 "a", "an", 및 "the"는 그 관사의 문법적 목적어를 하나 이상 (즉, 적어도 하나) 칭하는 것으로 의도된다.
[0083] "포함하다" 및 "함유하다"라는 표현은 본 발명에서 "포함하나 그에 한정되지 않는", 및 "함유하나 이에 한정되지 않는"이라는 의미와 호환적으로 사용된다.
[0084] "와 같은"이라는 용어는 "와 같은 그러나 이에 한정되지 않는"이라는 표현을 의미하며 이것과 호환적으로 사용된다.
[0085] 본 발명은 또한 OPN, HA 또는 sCD44의 발현물 (즉 전사 또는 번역 산물)의 수준을 측정하기 위한 방법에 관한 것이기도 하다. 본 발명은 따라서 Elisa (효소 결합 면역흡수측정법), RIA (방사능면역측정법), 실시간 PCR 및 경쟁적 PCR, 노던 블랏, 뉴클리아제 보호, 플라크 하이브리다이제이션 및 슬롯 블랏과 같이, 이러한 측정에 사용되는 여하한 공지 방법을 모두 포괄한다.
[0086] 본 발명은 또한 OPN, sCD44 또는 CD44를 검출하기 위한 프로브 및 프라이머를 포함하는 분리된 핵산 분자에 관한 것이기도 하다. 특정 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 뉴클레오타이드를 300개 이하, 또는 200개 이하, 또는 100개 이하, 또는 90개 이하, 또는 80개 이하, 또는 70개 이하, 또는 60개 이하, 또는 50개 이하, 또는 40개 이하, 또는 30개 이하 갖는다. 특정 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 뉴클레오타이드를 17개 이상, 또는 18개 이상, 또는 19개 이상, 또는 20개 이상, 또는 30개 이상, 또는 40개 이상 갖는다. 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 300개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 200개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 100개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 90개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 80개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 70개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 60개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 50개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 40개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 17개 이상 40개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 20개 이상 30개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 17개 이상 30개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 300개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 200개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 100개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 90개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 80개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 70개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 60개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 50개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 또 다른 특수한 실시 상태에서, 분리된 핵산 분자는 30개 이상 40개 이하의 뉴클레오타이드를 갖는다. 실시간 PCR에서, 프라이머들은 이 용어의 전통적인 의미로가 아닌 의미로 프로브를 구성한다. 본 발명의 방법에서 OPN sCD44 및 CD44를 검출하는데 적절한 프라이머 또는 프로브는 이들 각각의 뉴클레오타이드 서열에 산재한 서열을 이용하여 공지 방법에 따라 디자인할 수 있다 (49).
[0087] 본 발명의 프로브는 천연의 당-인산염 백본 뿐만 아니라 포스포로티오에이트, 디티오네이트, 알킬 포스포네이트 및 α-뉴클레오타이드 등을 비롯한 변형 백본을 이용할 수 있다. 변형된 당-인산염 백본은 일반적으로 널리 알려져 있다. 본 발명의 프로브는 리보핵산 (RNA) 또는 데옥시리보핵산 (DNA)로 구성될 수 있으며 DNA로 만들어지는 것이 좋다.
[0088] 프로브를 사용하는 검출 방법의 종류로는 서던 블랏 (DNA 검출), 도트 또는 슬롯 블랏 (DNA, RNA) 및 노던 블랏 (RNA 검출)을 들 수 있다. 덜 바람직하긴 하지만, 표지된 단백질에 결합하는 특정 핵산 서열을 검출하기 위하여 표지된 단백질을 사용할 수도 있다. 기타의 측정법으로는 딥스틱 셋업 상에 프로브를 함유하는 키트 등을 들 수 있다.
[0089] 본 발명에서 "검출가능하게 표지된"이라는 용어는 본 발명에 따라, OPN, HA 및/또는 sCD44를 검출할 수 있도록 본 발명에 따른 프로브 또는 항체를 마킹하는 것을 가리킨다. 비록 본 발명이 특정 핵산 서열을 검출하기 위한 표지를 사용하는데 전적으로 의존하는 것은 아니지만, 이러한 표지를 사용하는 것이 검출법의 감도를 증가시키기 때문에 유리할 수 있다. 또한, 자동화도 가능해진다. 프로브는 공지의 수많은 방법에 따라 표지시킬 수 있다. 표지의 비제한적인 예로는 3H, 14C, 32P 및 35S를 들 수 있다. 검출가능한 마커의 비제한적인 예로는 리간드, 플루오로포어, 화학발광제, 효소 및 항체를 들 수 있다. 본 발명의 방법의 감도를 증가시킬 수 있으면서 프로브와 함께 사용되기 위한 기타의 검출가능한 마커로는 바이오틴과 라디오뉴클레오타이드를 들 수 있다. 당업자라면 표지가 결합되는 프로브나 항체의 방식에 따라 어떠한 표지를 선택해야 하는지 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
[0090] 익히 알려진 바와 같이, 여러가지 방법에 의해 본 발명의 프로브 내로 방사능 뉴클레오타이드를 혼입시킬 수 있다. 이의 비제한적인 예로는 감마 32P ATP 및 폴리뉴클레오타이드 키나아제를 이용하여 프로브의 5' 말단을 키나아제화하거나, 방사능 dNTP의 존재 하에 대장균의 Pol I의 클레노우 단편을 이용하거나 (예컨대, 저융점 겔 중에서 랜덤 올리고뉴클레오타이드 프라이머를 이용하는 균질하게 표지된 DNA 프로브) 또는 1종 이상의 방사능 dNTP의 존재 하에 DNA 세그먼트를 전사하기 위해 SP6/T17 시스템을 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
[0091] 본 발명은 또한 화합물의 선택 방법에 관한 것이다.본 발명에서 "화합물"이라는 용어는 천연, 합성 또는 반합성 화합물을 포괄하며, 화학물질, 마크로분자, 세포 또는 조직 추출물 (식물 또는 동물로부터의), 핵산 분자, 펩타이드, 항체 및 단백질을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
[0092] 본 발명은 또한 어레이에 관한 것이기도 하다. 본 발명에서 "어레이"라는 용어는 합성적으로 또는 생합성적으로 제조할 수 있는 분자들의 의도적으로 창안된 컬렉션을 의미한다. 어레이 중의 분자들은 서로 같거나 다를 수 있다. 어레이는 예컨대, 가용성 분자들의 라이브러리; 비드, 실리카 칩, 또는 기타 고상 지지체에 결합되는 화합물들의 라이브러리와 같이 다양한 포맷을 취할 수 있다.
[0093] 본 발명에서 "핵산 분자의 어레이"라는 용어는 여러가지 상이한 포맷으로 합성적 또는 반합성적으로 제조될 수 있는 핵산들의 의도적으로 창안된 컬렉션을 가리킨다 (예컨대 가용성 분자들의 라이브러리; 및 비드, 실리카 칩, 또는 기타 고상 지지체에 결합되는 올리고뉴클레오타이드의 라이브러리). 이에 더하여, "어레이"라는 용어는 기본적으로 여하한 길이 (예컨대 길이가 뉴클레오타이드 모노머 약 1 내지 1000개인)의 핵산을 기질 상에 스폿팅함으로써 제조할 수 있는 핵산의 라이브러리를 포함한다. 본 발명에서 "핵산"이라는 용어는 퓨린 염기와 피리미딘 염기, 또는 기타 천연, 화학적 또는 생화학적으로 변형되거나, 비천연 또는 유도된 뉴클레오타이드 염기를 포함하는 여하한 길이의 뉴클레오타이드의 폴리머 형태를 가리키며, 리보뉴클레오타이드건, 데옥시리보뉴클레오타이드건 또는 펩타이드 핵산 (PNAs)일 수 있다. 폴리뉴클레오타이드의 백본은 당과 인산기를 포함할 수 있으며, RNA 또는 DNA에서 또는 변형 또는 치환된 당 또는 포스페이트기에서 일반적으로 발견될 수 있다. 폴리뉴클레오타이드는 메틸화 뉴클레오타이드 및 뉴클레오타이드 유사체와 같은 변형된 뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 뉴클레오타이드의 서열은 비뉴클레오타이드 성분에 의해 간섭될 수 있다. 따라서 뉴클레오사이드, 뉴클레오타이드, 데옥시뉴클레오사이드 및 데옥시뉴클레오타이드라는 용어는 일반적으로 본 발명에 설명된 것과 같은 유사체를 일반적으로 포괄한다. 이러한 유사체들은 핵산 또는 올리고뉴클레오타이드 서열 내로 혼입시 용액 중에서 자연 발생적인 핵산 서열과 하이브리다이제이션할 수 있는, 자연 발생적인 뉴클레오사이드 또는 뉴클레오타이드에 공통적인 몇몇 특성들을 갖는 것들이다. 일반적으로, 이 유사체들은 염기, 리보오스 또는 포스포디에스테르 부분을 치환 및/또는 변형시킴으로써 자연 발생적인 뉴클레오사이드 및 뉴클레오타이드로부터 유도될 수 있다. 하이브리드 형태를 안정화 또는 불안정화시키거나 또는 상보적인 핵산 서열을 이용하여 원하는 대로 하이브리다이제이션의 특이성을 증진시키기 위하여 알맞게 변형시키는 것이 가능하다.
[0094] 본 발명에서 "고상 지지체", "지지체"라는 용어는 호환적으로 사용되며 경성 또는 반경성 표면 또는 표면들을 갖는 재료 또는 일군의 재료를 칭한다. 많은 실시 상태에 있어서, 몇몇 실시 상태에서는 예컨대 웰, 융기된 구역, 핀, 엣칭된 함몰부 등을 이용하여, 상이한 화합물들에 있어서 합성 대역들을 물리적으로 분리시키는 것이 요망될 수 있으나, 고상 지지체의 표면 중 적어도 하나는 실질적으로 평평할 것이다. 다른 실시 상태에 있어서, 고상 지지체(들)은 비드, 수지, 겔, 마이크로스피어, 또는 기타의 기하학적 형상을 취할 수 있다.
[0095] 본 발명에 따라 여하한 공지의 핵산 어레이를 이용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 어레이에는 cDNA 또는 폴리머라제 연쇄반응 (PCR) 산물 뿐만 아니라 이보다 짧거나 더 긴 올리고뉴클레오타이드 프로브 또는 프라이머에 기초한 것들이 포함된다. 기타 방법으로 유전자 발현의 계열 분석 (SAGE: serial analysis of gene expression), 분화 디스플레이 및 소거식 (subtractive) 하이브리다이제이션법 , 분화 스크리닝 (DS), RNA 임의 프라이머 (RAP)-PCR, 분화적으로 발현된 서열의 제한효소 엔도뉴클레오라이틱 분석 (READS:restriction endonucleolytic analysis of differentially expressed sequences), 증폭된 제한효소 단편-길이 다형성 (AFLP:amplified restriction fragment-length polymorphisms)을 들 수 있다.
항체
[0096] 본 발명은 예를 들어 대상자의 시료 중에서 OPN, sCD44 또는 CD44 수준을 측정 또는 검출하고 본 발명의 키트에 포함시키기 위하여 항체를 이용하는 것을 포괄한다. 이들 생물학적 마커에 특이적으로 결합하는 항체들은 후술하는 방법에 의해 일상적으로 제조할 수 있다. 본 발명은 또한 시판되는 항체를 이용하는 것 역시도 포괄한다. OPN에 특이적으로 결합하는 항체들로는 다음 표 1에 수록된 것을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
[0097]
표 1: 시판되는 인간 OPN Elisa 키트 |
|||
회사 | 키트 명칭 | 카탈로그 번호 | 감수성 |
IBL Hambourg | Human Osteopontin ELISA | JP 171 58 | 3.33 ng/ml |
IBL America | Human Osteopontin N-Half Assay Kit-IBL | 27258 | 3.90 pmol/L |
IBL America | Human Osteopontin Assay Kit-IBL | 27158 | 3.33 ng/ml |
Assay designs | Osteopontin (human) EIA Kit | 900-142 | 0.11 ng/ml |
American Research Products, Inc. | Osteopontin, human kit | 17158 | ? |
R&D Systems | Human Osteopontin (OPN) ELISA Kit | DOST00 | 0.024 ng/mL |
Promokine | Human Osteopontin ELISA | PK-El-KA4231 | 3.6 ng/ml |
Uscnlife | Human Osteopontin, OPN ELISA Kit | E0899h | ? |
[0098] OPN에 대한 모노클로날 항체와 폴리클로날 항체는 당업자에게 잘 알려진 확립된 공정에 의하여 생산될 수 있기 때문에 두가지 모두 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 제1 항체에 대한 모든 제2 항체는 모노클로날이건 폴리클로날이건 본 발명의 범위에 포괄된다.
[0099] 본 발명에서, "항-OPN 항체" 또는 "면역학적으로 특이적인 항 OPN 항체"라는 용어는 OPN 단백질에 특이적으로 결합하고 (상호반응하고), OPN 단백질과 동일한 항원 결정인자를 공유하는 것이 아닌 다른 천연 단백질에는 실질적으로 결합하지 않는 항체를 가리킨다. 항체 또는 면역글로불린이라는 용어는 최광의의 의미로 사용되며, 이 용어는 모노클로날 항체 (전장 모노클로날 항체 포함), 폴리클로날 항체, 다중특이적 항체 및 소망되는 생물학적 활성을 나타내는 것을 전제로 항체 단편을 모두 포괄한다. 항체 단편은 전장 항체의 일부, 일반적으로는 그의 항원 결합부 또는 가변부를 포함한다. 항체 단편의 예로는 Fab, Fab', F(ab')2, 및 Fv 단편, 항체 단편으로부터 형성된 다이아바디, 선형 항체, 단일쇄 항체 분자, 단일 도메인 항체 (예컨대 카멜리드로부터), 상어의 NAR 단일 도메인 항체 및 다중 특이적 항체를 들 수 있다. 항체 단편은 또한 CDR을 포함하는 결합 부분이나 또는 비제한적인 예로 VH 대역 (VH, VH-VH), 안티칼린, PepBodiesTM, 항체-T-세포 에피토프 융합물 (Troybodies) 또는 펩티바디를 비롯한 항원 결합 도메인을 지칭할 수 있다. 또한, 제1 항체에 대한 모노클로날 또는 폴리클로날의 여하한 제2 항체 역시도 본 발명의 범위에 포함된다.
[00100] 일반적으로, 항체(모노클로날 항체 및 하이브리도마를 포함)의 제조 및 항체를 이용하여 항원을 검색하는 기술은 기술 분야에 잘 알려져 있다 (Campbell, 1984, In "Monoclonal Antibody Technology: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology" Elsevier Science Publisher, Amsterdam, The Netherlands) 및 Harlow 외, 1988 (Antibody A Laboratory Manual, CSH Laboratories). 항체라는 용어는 본 발명에서 폴리클로날, 모노클로날 항체 및 항체 변형체, 예컨대 단쇄 항체, 인간화 항체, 키메라 항체를 포괄하며 하이픈 중에서 이들의 상호작용 도메인을 억제 또는 무력화시키는 면역학적으로 활성적인 항체 단편 (예컨대, Fab 및 Fab' 단편)을 포괄한다.
[00101] 폴리클로날 항체는 어쥬번트 존재 또는 부재 하에, 좋기로는 대응하는 항원을 복수회 피하(sc), 정맥 (iv) 또는 복강 (ip) 주사함으로써 동물 체내에서 발생된다. 이중기능성 또는 유도화 제제, 예컨대 말레이미도벤조일 술포숙신이미드 에스테르 (시스테인 잔기를 통한 컨쥬게이션), N0히드록시숙신이미드 (라이신 잔기를 통함), 글루타르알데히드, 무수 숙신산, SOCl2, 또는 R1N=C=NR (여기서 R 및 R1은 서로 다른 알킬기이다)를 이용하여, 대응하는 항원을 면역화시키고자 하는 종에 있어서 면역원성인 단백질, 예컨대, 키홀 림펫 헤모시아닌, 혈청 알부민, 소의 타이로글로불린, 또는 대두 트립신 저해제와 함께 컨쥬게이션시키는 것이 유용할 수 있다.
[00102] 동물을 항원, 면역원성 컨쥬게이트, 또는 유도체에 대하여, 항원이나 컨쥬게이트 (예컨대 토끼의 경우 100 ㎍, 또는 마우스의 경우 5㎍)를 3배 용량의 프로인드 완전 어쥬번트와 결합시켜 신체 여러 부위에서 이 용액을 주사함으로써 면역화시킬 수 있다. 1개월 후 신체 여러 부위에 프로인드 완전 어쥬번트 중 항원 또는 컨쥬게이트 (예컨대 면역화에 사용된 본래 사용량의 1/5 내지 1/10의 양)를 피하 주사함으로써 동물을 부스트시킨다. 7일 내지 14일 후 동물로부터 채혈하고 혈청을 항체 역가에 대해 분석한다. 역가가 평형에 달할 때까지 동물을 부스트시킨다. 좋기로는, 컨쥬게이트 면역화에 있어서, 동물을 동일한 항원의, 그러나 상이한 단백질에 컨쥬게이트된 컨쥬게이트로 부스트시키거나 및/또는 상이한 가교제를 통해 부스트시킨다. 컨쥬게이트는 또한 단백질 융합물과 같이 재조합 세포 배양물 중에서 만들어질 수 있다. 또한, 면역 반응을 증진시키기 위해 명반과 같은 응집제를 적절히 사용할 수 있다.
[00103] 모노클로날 항체는 Kohler 외, Nature, 256: 495 (1975)에 의하여 최초로 설명된 하이브리도마법을 이용하여 제조할 수 있으며 또는, 재조합 DNA 법( 예컨대, 미국 특허 No. 6,204,023)에 의하여 제조할 수 있다. 모노클로날 항체는 또한 미국 특허 Nos. 6,025,155 및 6,077,677, 그리고 미국 특허출원공개 Nos. 2002/0160970 및 2003/0083293에 설명된 기술을 이용하여 제조될 수도 있다 (또한, 예컨대, Lindenbaum 외, 2004 참조).
[00104] 하이브리도마법에 있어서는, 마우스나 기타 적절한 숙주 동물, 예컨대 래트, 햄스터 또는 원숭이를 면역화시켜 (예컨대 전술한 바와 같이) 면역화에 사용된 항원과 특이적으로 결합하게 될 항체를 샌산하거나 생산할 수 있는 임파구를 유발시킨다. 또는 임파구를 시험관 내에서 면역화시킬 수 있다. 이어서 예컨대 폴리에틸렌 글리콜과 같은 적절한 융합제를 이용하여 임파구를 골수종 세포와 융합시킴으로써 하이브리도마 세포를 만든다.
[00105] 이렇게 제작된 하이브리도마 세포를 좋기로는 비융합, 모 골수종 세포의 성장 또는 생존을 억제하는 1종 이상의 기질을 함유하는 적절한 배양 배지 중에 접종하여 생장시킨다. 예컨대, 모 골수종 세포가 하이포잔틴 구아닌 포스포리보실 트랜스페라제 (HGPRT 또는 HPRT) 효소를 결여하는 경우, 하이브리도마용 세포 배지는 일반적으로 HGPRT-결핍 세포의 생육을 방지하는 물질인 하이포잔틴, 아미노프테린 및 티미딘 (HAT 배지)을 포함할 것이다.
[00106] 본 발명에서 "정제된 항체"와 같은 표현에서 "정제된"이라는 용어는 그 자신의 항원에 대해 동물이 자연적으로 생산해낼 수 있는 항체로부터 인공적인 항체를 구별하기 위한 의미로 사용된다. 따라서, 항-OPN 항체를 함유하는 가공되지 않은 혈청 및 하이브리도마 배양 배지는 본 발명의 의미 상 "정제된 항체"이다.
[00107] 본 발명은 또한 OPN, HA 또는 sCD44의 번역 산물을 검출 및/또는 정량화하기 위한 어레이 역시도 포괄한다. 이러한 어레이에는 단백질 마이크로- 또는 마크로어레이, 고해상도 2D-겔 방법학을 비롯한 겔 테크놀로지가 포함되며, 형광 표지 시스템과 연계된 현미경과 같이 세포 수준에서 질량 분광광도계 조영 시스템과 커플링될 수도 있다.
[00108] 본 발명은 또한 전사, 번역, 후번역적 변형 또는 OPN 활성에 직접 또는 간접적으로 영향을 미치는 특이적인 돌연변이(들)을 동정하는 방법도 포괄한다. 관심의 대상이 되는 돌연변이에는 CD44의 가용성 또는 비가용성 이소형과 OPN 사이의 상호작용에 영향을 미치는 돌연변이 또는 CD44의 가용성 또는 비가용성 이소형에 대한 HA의 결합에 영향을 미치는 돌연변이가 모두 포함되나 이에 한정되지 않는다.
[00109] 본 발명은 또한 물리적 요법 (에컨대, 자세 교정 체조, 물리치료, 예컨대 진동판과 같은 특정 장치를 이용하거나 조작에 의한 생물기계적 자극)과 같은, 척추측만증 및 커브 진행을 예방하기 위한 여러가지 접근법의 효능을 평가하기 위하여 본 발명에 개시된 마이오마커를 모니터링하는 것; 고정기 효능 또는 신규한 고정기 개발의 모니터링; 척추골을 융합시키거나 융합시키지 않는 새로운 외과 장치의 모니터링, 및 특정 식이요법, 영양약리적(neutraceutical) 및/또는 약학적 처치의 효능을 모니터링하는 방법등을 모두 포괄한다. 예컨대 고정기가 잘 적응되는지 그리고 환자가 치료에 잘 순응하는지를 검사하기 위해 고정기가 설치된 후 1개월 후에 최초의 측정을 행할 수 있으나 반드시 이러한 것은 아니다. 이후에는, 모니터링은 높은 OPN 수준이 측정되는지 또는 아닌지에 따라 3 내지 6개월 마다 수행할 수 있다. 본 발명의 이 방법은 x선 촬영에 대한 의존도를 크게 낮출 수 있다. x선은 예컨대 OPN 수준이 너무 높게 검출되는 경우 방문시에만 수행할 수 있다.
[00110] 본 발명은 또한 발병 위험이 있는 환자의 조기 고정기 착용을 위한 본 발명에 개시된 바이오마커의 모니터링, 신규한 무융합 장치를 이용한 덜 침습적인 외과수술법, 약학적 치료법 및 AIS에 걸린 환자의 치료에 대한 반응을 모니터링하는 것도 포괄한다. 이 중에서도, 무융합 장치가 특히 여전히 성장 잠재력이 있는 환자에 있어서 유용한데, 대상자에 있어서 가능한 한 조기에 척추측만증의 발병 위험을 동정하는 것이 유용하기 때문이다. 특정한 실시 상태에 있어서, 모니터링은 대상자가 척추측만증 가족력을 갖는 경우 대상자가 약 5세 이하일 때 개시한다. 검사 빈도는 매 6개월마다 하는 것이 일반적이다. OPN 값이 컷오프 값보다 높으면 (즉, OPN IBL ELISA 키트 코드 No. 27158이 사용될 경우 > 800 ng/ml), 이 빈도를 유의적으로 증가시키는 것이 유리하다 (예컨대 매달, 2개월마다, 3개월마다...).
[00111] 본 발명은 또한 총 세포 분석을 이용한 잠재적으로 유용한 치료제를 스크리닝/선별하기 위한 방법도 포괄하는데, 여기서 상기 치료제는 OPN (ssp1 유전자에 의해 코딩됨)의 전사 및/또는 합성을 억제할 수 있고, 및/또는 순환 중의 OPN을 격리시킬 수 있는 sCD44의 생산을 증가시킬 수 있고, 및/또는 OPN과 CD44 수용체와의 연계를 간섭할 수 있고, 및/또는 CD44 수용체를 차단할 수 있는 화합물을 가리킨다. 이러한 방법에 사용될 수 있는 세포에는 여하한 소스 (자가 제조 또는 시판되는 세포주를 포함) 및 유형 (여하한 조직)의 세포가 모두 포함된다. 자가 제조시 세포주는 예컨대 AIS 대상자로부터의 세포를 불멸화시킴으로써 제조될 수 있다. 특정 실시 상태에 있어서, 본 발명의 스크리닝법은 OPN 발현 (전사 및/또는 번역)을 억제하는 물질 및 sCD44 발현 (전사 및/또는 번역)을 증가시키는 물질을 찾아내는 것이다. 이러한 구체예에 유용한 세포주에는 OPN을 고수준으로 및/또는 저sCD44를 저수준으로 생산하는 세포들이 포함된다. 이러한 유용한 세포주는 참고문헌 43-56에 설명되어 있다.
[00112] 특정 실시 상태에서는, 척추측만증 환자로부터 유래된 세포 종류가 포함된다 (총 세포 분석). 특정 실시 상태에서, 여기에는 조골세포, 연골세포, 골격 근육모세포 또는 임파구를 비롯한 혈액 세포가 포함된다. 본 발명에서 "척추측만증 환자로부터 유래된 세포"라는 용어는 척추측만증 환자로부터 직접 분리된 세포, 또는 척추측만증 환자로부터 직접 분리된 세포에 기원을 둔 불멸화 세포주를 가리킨다. 특정 실시 상태에 있어서, 세포를 척추주변 근육 세포이다. 이러한 세포는 예컨대 바늘 생검을 통하여 대상자로부터 분리해 낼 수 있다.
[00113] 약학적 조성물은 경비, 정맥내, 근육내, 피하, 설하, 경막내, 피내와 같은 경로에 의해 투여될 수 있다. 투여 경로는 환경 및 치료 목적과 같은 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다.
투여량
[00114] 어떠한 양으로든 약학적 조성물 및/또는 영양약리적 조성물 및/또는 식이보조 조성물을 대상자에게 투여할 수 있다. 투여량은 투여 방식을 비롯한 많은 인자에 의해 좌우된다. 일반적으로, 1회 투여분 중에 함유된 항척추측만증 조성물 (예컨대, 오스테오폰틴 억제제 또는 셀레늄 화합물)의 양은 심한 독성을 유발함이 없이 척추측만증을 효과적으로 예방, 지연 또는 경감시키는 "치료적 유효량"이 될 것이다.
[00115] 몇몇 실시 상태에 있어서, 영양약리적 항척추측만증 조성물 (예컨대, 셀레늄 보조제)의 치료적 유효량은 변동될 수 있다. 유용한 유효량 농도는 중량 기준으로 총 다이어트의 약 0.01% 내지 약 10%, 중량 기준으로 약 1% 내지 약 6^, 또는 중량 기준으로 약 0.2% 내지 약 6% 범위이다.
[00116] 오스테오폰틴 억제제 또는 셀레늄 화합물의 유효량 역시 직접 측정가능하다. 이 유효량은 매일 또는 주단위로 투여될 수도 있고 그의 일부가 투여될 수도 있다. 일반적으로, 본 발명의 약학적 조성물 및/또는 영양약리적 조성물 및/또는 식이 보조제 조성물은 1일 체중 1 kg 당 약 0.001 mg 내지 약 500 mg 이하 (예컨대, 10 mg, 50 mg, 100 mg, 또는 250 mg)의 양으로 투여될 수 있다. 투여량은 일회 또는 복수회 투여 처방으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시 상태에 있어서, 유효량은 1일 항척추측만증 제제 약 1 mg 내지 약 25 그램, 1일 항척추측만증 제제 약 50 mg 내지 약 10 그램, 1일 항척추측만증 제제 약 100 mg 내지 약 5 그램, 1일 항척추측만증 제제 약 1 그램, 1주일에 항척추측만증 제제 약 1 mg 내지 약 25 그램, 1주일에 항척추측만증 제제 약 50 mg 내지 약 10 그램, 1주일에 항척추측만증 제제 약 100 mg 내지 약 5 그램, 및 1주일에 항척추측만증 제제 약 1 그램이다.
[00117] 예를 들어, 본 발명의 약학적 조성물 (예컨대 오스테오폰틴 억제제를 함유)및/또는 영양약리적 조성물 (예컨대 셀레늄을 함유) 및/또는 식이 보조제 조성물 (예컨대 셀레늄을 함유)은 액제, 용액제, 현탁제, 알약, 캡슐제, 정제, 겔캅, 분말제, 겔제, 연고제, 크림제, 분무제(nebulae), 미스트제, 분무증기제(atomized vapor), 에어로졸제, 또는 피토좀제의 형태일 수 있다. 경구 투여용의 경우, 정제 또는 캡슐제는 결합제, 충전제, 윤활제, 붕해제 또는 습윤제와 같은 1종 이상의 약학적으로 허용가능한 부형제와 함께 상법에 다라 제조될 수 있다. 경구 투여용의 액상 제제는 예컨대, 용액제, 시럽제, 또는 현탁제의 형태일 수 있거나, 또는 사용 전에 염수 또는 기타 적절한 액상 비히클과 함께 조성되도록 건조 제품으로서 제공될 수 있다. 본 발명의 식이 보조제는 또한 현탁제, 유화제, 비수성 담체, 방부제, 완충염류, 향료, 착색제 및 감미료와 같은 약학적으로 허용되는 첨가제를 적절히 함유할 수 있다. 경구용 제제는 또한 활성 성분을 조절적으로 방출하도록 적절히 조제될 수 있다.
[00118] 이에 더하여, 본 발명의 약학적 조성물 (예컨대 오스테오폰틴 억제제를 함유)및/또는 영양약리적 조성물 (예컨대 셀레늄을 함유) 및/또는 식이 보조제 조성물 (예컨대 셀레늄을 함유)은 비제한적인 예로서 멸균 수성 또는 비수성 용액, 현탁액 및 에멀젼을 비롯하여 포유동물에게 투여하기 위한 약학적으로 허용가능한 담체를 함유할 수 있다. 비수성 용매의 예로는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 식물성 오일 및 주사가능한 유기 에스테르를 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 수성 담체의 예로는 물, 알코올, 염수 및 완충 용액을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 약학적으로 허용가능한 담체에는 또한 생리적으로 허용가능한 수성 비히클 (예컨대 생리 식염수) 또는 특정 투여 경로에 적합한 기타 공지의 담체가 포함된다.
[00119] 오스테오폰틴 억제제 또는 셀레늄은 예컨대 탈크, 아라비아검, 락토오스, 전분, 마그네슘 스테아레이트, 코코아 버터, 수성 또는 비수성 용매, 오일, 파라핀 유도체 또는 글리콜과 같이 약학적 제제에서 흔히 사용되는 여하한 비시클과 함께 투여 제형 내로 혼입될 수 있다. 식물성 오일 (예컨대 대두유 또는 홍화씨유), 유화제 (예컨대 난황 인지질) 및 물이 글리세롤과 함께 결합되어 있는 미국 특허 제 5,434,183호에 설명된 것들과 같은 에멀젼 역시 사용될 수 있다. 적절한 포뮬레이션의 제조 방법은 기술 분야에 잘 알려져 있다 (예컨대, Remington's Pharmaceutical Sciences, 16판, 1980, A. Oslo Ed., Easton, Pa 참조).
[00120] 투여 경로로서 비경구 투여가 선택된 경우, 오스테오폰틴 억제제 또는 셀레늄을 함유하는 제제를, 약학적으로 허용되는 멸균 수성 또는 비수성 용매, 현탁액 또는 에멀젼과 조합하여 환자에게 제공할 수 있다. 비수성 용매의 예로는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 식물성 오일, 어유 및 주사가능한 유기 에스테르를 들 수 있다. 수성 담체에는 물, 물-알코올 용액, 에멀젼 또는 현탁액이 포함되며, 염화나트륨 용액을 비롯한 염수 및 완충된 의약용 비경구 담체, 링거 덱스트로스 용액, 덱스트로스 플러스 염화나트륨 용액, 락토스를 함유하는 링거 용액 또는 고정된 오일이 여기에 속한다. 정맥용 비히클에는 플루이드 및 영양 강화제, 예컨대 링거 덱스트로스를 기제로 한 전해질 강화제 등이 포함된다.
[00121] 실제 투여량은 신중히 선택되어 각각의 환자마다 특징적인 임상적 인자에 기초하여 임상의가 또는 또는 영양사에 의해 조정되어야 하므로 전술한 내용은 개략적인 지침에 불과하다. 최적의 일이 투여량은 기술 분야에 알려진 방법에 의해 결정되며 환자의 연령 및 기타 임상적으로 타당한 인자와 같은 여러 인자에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한, 환자들은 다른 질환이나 증상으로 인하여 약제를 복용하는 경우도 있다. 이러한 다른 약제의 복용은 환자에게 오스테오폰틴 억제제 또는 셀레늄 화합물이 주어지는 동안 지속될 수 있으나, 이러한 경우, 부작용이 일어날지를 검사하기 위해 소량으로 복용하기 시작하는 것이 특히 권장된다.
[00122] 본 발명은 또한 키트에 관한 것이기도 하다. 본 발명은 척추측만증 대상자의 계층화 및/또는 대상자가 척추측만증을 발병할 위험이 있는지를 예측하기 위한 키트에 관한 것으로 이 키트는 본 발명에 따른 전술한 분리된 핵산, 단백질 또는 항체와 같은 리간드를 포함한다. 예를 들어, 본 발명에 따라 구획화된 키트는 시약들이 별개의 용기에 담겨있는 여하한 키트를 모두 포괄한다. 이러한 용기로는 소형 유리 용기, 플라스틱 용기 또는 플라스틱 또는 종이로 된 스트립을 들 수 있다. 이러한 용기는 시료와 시약이 상호 오염되지 않도록, 그리고 각각의 용기 중의 시약이나 용액이 구획 별로 정량적인 방식으로 첨가될 수 있도록, 시약을 이 구획에서 저 구획으로 효과적으로 전달시킬 수 있도록 해주는 것이다. 이러한 용기에는 대상자의 시료 (DNA 게놈 핵산, 세포 시료 또는 혈액 시료)를 수납할 용기, 본 발명의 몇몇 키트에 있어서, 본 발명의 방법에서 사용되는 프로브를 함유하는 용기, 효소를 함유하는 용기, 세제를 함유하는 용기, 확장 산물을 검출하는데 사용되는 시약을 함유하는 용기가 포함된다. 본 발명의 키트는 또한 척추측만증 대상자를 계층화하거나 또는 대상자가 척추측만증에 걸릴 위험이 있는지를 예측하는데 있어서 이들 프로브 및/또는 항체를 사용하기 위한 지침서 역시도 포함할 수 있다.
[00123] 본 발명을 이하의 비제한적인 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다.
[0040] 첨부된 도면에서:
[0041] 도 1은 송과체가 절제된 병아리에 있어서의 OPN 검출 및 대응하는 척추측만증을 도시한다. 상부 패널과 하부 패널은 각각 mRNA 및 단백질 수준에서, 송과체가 절제된 척추측만증이 발병된 병아리 (S) 대 발병되지 않은 병아리 (NS)의 척추부위 근육에서 검출된 OPN 발현의 상향 조절을 도시한다;
[0042] 도 2의 왼쪽 패널은 외과 수술 후 척추측만증에 걸린 양족(bipedal) C57Bl/6j 마우스에 있어서의 순환 OPN 수준의 역동적 변동을 도시하며, 오른쪽 패널은 양족 C57Bl/6j 마우스에서 관찰된 척추측만증 기형의 전형적인 x선 사진을 도시한 것으로, 수컷(907)에 비해 암컷(708)의 증상이 더 심한 것으로 나타났다.
[0043] 도 3은 상이한 여러가지 마우스 스트레인에 있어서 멜라토닌의 혈장 농도의 변동을 나타낸 것이다. S=척추측만증에 걸린 것이고; NS=척추측만증에 걸리지 않은 것이다.
[0044] 도 4는 척추측만증에 걸린 송과체 절제된 병아리에 미치는 OPN 전사의 약리학적 억제 효과를 도시한 도면이다.
[0045] 도 5는 건강한 대조군 대상자, AIS 환자 및 발병 위험이 있는 무증상 대상자에 있어서 혈장 오스테오폰틴의 감수성과 특이성을 그래프로 도시한 도면이다. 패널 A에 있어서, 33명의 건강한 대조군 대상자와 Cobb 각도 (≥45o)인 32명의 AIS 환자를 포함한 분석 결과 곡선하 면적 (AUC: area under the curve)는 0.94였고 표준 오차는 0.03 (95 퍼센트 신뢰 구간 [CI], 0.88 내지 1.000)이었다. 패널 B에서, 오스테오폰틴 1 ml 당 700 나노그램의 컷오프 값은 AIS의 조기 진단 및 척추측만증 진행 위험성을 측정하는데 있어서 높은 감수성 (90.6%) 및 매우 우수한 특이성 (81.8%)을 보여주었다. 패널 C에서, 800 나노그램/오스테오폰틴 1 ml의 컷오프 값을 사용하는 경우에도 척추측만증 진전 위험성의 측정 및 AIS의 조기 검진에 있어서 높은 감수성 (84.9%)과 보다 높은 특이성 (90.9%)을 나타내었다. 패널 D에 있어서, 오스테오폰틴 혈장 농도와 Cobb 각도 사이의 명확한 상관 관계가 모든 AIS 환자를 이용하여 입증되었으며, p 값은 <0.001이고 r2=0.26이었다;
[0046] 도 6은 남녀 혼합군 (대조군, 발병 위험군, AIS <45 및 AIS =45) (패널 A), 및 여성군 (패널 B)과 남성군 (패널 C)의 연령 분포를 나타낸 그래프이다;
[0047] 도 7은 기초 방문 (baseline visit)시 12세 (적색), 14세 (녹색 및 청색), 그리고 17세 (황색)의 4명의 선택된 AIS 여성 환자 (고정기 치료를 받고 있지 않음)에 있어서 OPN 수준, sCD44 수준 및 Cobb 각도의 후속적인 변화 프로파일 을 도시한 도면이다;
[0048] 도 8은 기형성이 악화된 커브를 갖는 AIS 환자 (Cobb 각도의 총 증가가 3o를 초과함; n=14) 및 커브가 크게 달라지지 않은 환자 (Cobb 각도에 아무런 변화가 없고 3o 미만으로 감소 또는 증가된 경우; n=36)에 있어서 후속 시간 동안 OPN (좌측 패널) 및 sCD44 (우측 패널) 수준의 총 변화량 분포를 도시한 도면이다;
[0049] 도 9는 AIS 환자에 있어서 Cobb 각도 진전과 상관 관계가 있는 OPN 진전을 도시한 그래프이다;
[0050] 도 10은 AIS 환자에 있어서 Cobb 각도의 퇴행 및 안정화와 상관 관계가 있는 OPN 퇴행 및 안정화를 도시한 그래프이다;
[0051] 도 11은 척추측만증에 걸리지 않은 선택된 위험한 대상자에 있어서 후속 시간에 있어서 OPN 및 sCD44 수준의 변화 프로파일을 도시한 도면이다 ; 기초 방문 (baseline visit)시 13세 남아 (녹색) 1명, 및 5세 여아 (황금색), 11세 여아 (청색) 및 9세 여아 (적색)의 3명.
[0052] 도 12는 비AIS 척추측만증 환자 (NAIS) (OPN (n=28), sCD44 (n=18), HA (n=24)), 건강한 대조군 (n=35) 및 AIS 환자 (n=252)에 있어서 OPN, sCD44 및 HA 수준을 비교한 도면이다;
[0053] 도 13은 수술전 AIS 환자 (n=79) 대 수술후 AIS 환자 (n=28)에 있어서 척추 바이오메카닉스의 기능에 있어서 OPN 변화의 순환 수준을 비교한 히스토그램을 나타낸 것이다;
[0054] 도 14는 수술전 AIS 여성 (OPN (n=10); sCD44 (n=15)) 대 수술후 AIS 여성(OPN (n=10); sCD44 (n=12))의 OPN 및 sCD44의 순환 수준을 비교 도시한 히스토그램이다;
[0055] 도 15는 수술전 (패널 A) 및 수술후 (패널 B)에 있어서 소정의 컷오프 존에 있어서 AIS 환자의 분포를 도시한 차트이다.
[0056] 도 16은 고정기 처리 전 (패널 A) 및 고정기 처리 후 (패널 B)에 있어서 소정의 컷오프 존에 있어서 AIS 환자의 분포를 도시한 차트이다.
[0057] 도 17은 AIS에 있어서 척추 기형 진행 과정 중의 가상적인 분자 개념도이다;
[0058] 도 18은 AIS 환자에 있어서 OPN 수준과 상관 관계가 있는 셀레늄 수준을 나타내는 그래프이다;
[0059] 도 19는 3가지 카테고리의 대상자: 즉 대조군, 낮은 OPN 프로듀서 및 높은 OPN 프로듀서에 있어서 셀레늄 수준을 비교한 히스토그램이다;
[0060] 도 20은 3종의 인간 OPN 이소형 (전사 변이체 1, mRNA NM_001040058 (SEQ ID NO: 1); 전사 변이체 2, mRNA NM_000582 (SEQ ID NO: 2); 전사 변이체 3, mRNA NM_001040060 (SEQ ID NO: 3)의 뉴클레오타이드 서열 및 이들 3종의 인간 OPN 이소형의 아미노산 서열 (이소형 a NP_001035147 (SEQ ID NO: 4); 이소형 b NP_000573 (SEQ ID NO: 5); 및 이소형 c NP_001035149 (SEQ ID NO: 6))을 나타낸 도면이다;
[0061] 도 21은 (mRNA) 인간 CD44의 6종의 이소형의 뉴클레오타이드 서열 (NM_000610 전사 변이체 1 (SEQ ID NO : 7); NM_001001389 전사 변이체 2 (SEQ ID NO: 8); NM_001001390 전사 변이체 3 (SEQ ID NO: 9); NM_001001391 전사 변이체 4 (SEQ ID NO: 10); NM_001001392 전사 변이체 5 (SEQ ID NO: 11); 종양 세포에서 동정된 X62739 이소형 (SEQ ID NO: 12)) 및 인간 sCD44의 6종의 이소형의 아미노산 서열 (NP_000601 이소형 1 전구체 (SEQ ID NO : 13); NP_001001389 이소형 2 전구체 (SEQ ID NO: 14); NP_001001390 이소형 3 전구체 (SEQ ID NO: 15); NP_001001391 이소형 4 전구체 (SEQ ID NO: 16); NP_001001392 이소형 5 전구체 (SEQ ID NO: 17); 및 종양 세포에서 동정된 CAA44602 이소형 (SEQ ID NO: 18))을 나타낸 도면이다;
[0062] 도 22는 sCD44의 구조 (패널 A), 여러가지 CD44 이소형의 기원 (패널 B) 및 하나의 sCD44 이소형 (SEQ ID NO: 23)에 있어서의 절단 부위를 나타낸 도면이다.
실시예 1
재료 및 방법
[00124] 양족 C57BL/6j OPN-NULL 및 CD44-NULL 마우스의 제작. The Ste-Justine Hospital's Animal Health Care Review Committee에 의해 승인된 프로토콜에 따라 마우스를 이용하여 실험을 수행하였다. C57Bl/6j 마우스에서 10세대 넘게 역교배시킨 OPN이 없는 C57Bl/6 마우스 (OPN-null 마우스) 또는 CD44 수용체가 없는 C57Bl/6 마우스 (CD44-null 마우스)의 육종쌍을 각각 수전 리틀링 박사 (Dr. Susan Rittling), (Rutger University, NJ, USA)와 탁 막 박사 (Dr. Tak Mak) (University of Toronto, ON, Canada)로부터 기증받아서 새로운 콜로니를 확립하는 한편, C57Bl/6j 마우스는 야생형 대조군으로서 사용하였다 (Charles-River, Wilmington, MA, USA). C57Bl6/6j 마우스를 사용하였는데 이는, 이들이 본래부터 멜라토닌 결핍이어서(26), 순환 OPN 수준이 높고(27), 양족 상태로 유지될 경우 척추측만증을 발병하기 때문이다(28). 이것은 잘 알려진 척추측만증 동물 모델이다. 양족 수술은 앞서 보고된 바와 같이 마취 하에 앞다리와 꼬리를 절단함으로써 이유기 후에 실시하였다. (28)Faxitron X-선 장치 (Faxitron X-rays Corp. Wheeling, IL, USA)를 이용하여 6주령부터 시작하여 2주일마다 마취 하에 철저히 방사능 시험을 모든 마우스에 대하여 실시하였다. 전후 X-선 사진을 찍고, 이어서 척추측만증의 존재 여부에 대하여 각각의 디지털 이미지를 평가하였다. 유의적인 척추측만증 증상으로써 Cobb 각도의 역치를 10o 이상으로 유지하였다.
[00125] 마우스 OPN의 면역분석 OPN의 혈청 수준을 측정하기 위하여 말초 혈액 시료로부터 마우스의 혈청을 수득하고 실리카 겔을 함유하는 혈청 분리기 튜브에 모은 다음 (BD Microtainer, BD New Jersey, USA), 원심분리하였다. 유도된 혈청 시료들을 분주하고 해동 및 분석 전까지 -80℃에서 냉동 보관하였다. OPN의 혈청 농도를 제조업체 (IBL, Hamburg, Germany)의 프로토콜에 따라 포획 효소 결합 면역흡수 분석법 (ELISA)에 의해 측정하였다. OPN ELISA 키트로 혈청 중 OPN의 포 스포릴화 및 비포스포릴화의 모든 이소형의 총 농도를 측정하였다. ELISA 테스트를 중복 수행하고 AsysHiTechTM Expert-96 마이크로플레이트 판독기 (Biochrom, Cambridge, UK)를 이용하여 450 nm에서 광학 밀도를 측정하였다. 이 실시예에서는 마우스의 혈청을 사용하였으나, 본 발명은 마우스 혈장에서의 OPN 측정도 포괄한다.
[00126] 송과체가 절단된 병아리의 제작. 송과체가 절단된 병아리 중 일 퍼센트는 척추측만증이 발병되었고 따라서 이들을 척추측만증 모델로서 사용하였다. 이 연구를 위하여, 지역 부화장에서 145마리의 새로 부화된 병아리 (Mountain Hubbard)를 구입하여 전술한 바와 같이 송과체 절단을 실시하였다(25).
[00127] 병아리 OPN의 발현 분석 및 면역분석. 총 세포 RNA를 페놀/클로로포름 추출에 의하여 송과체가 절단된 병아리의 척추 부근의 근육으로부터 제조하였다. RT-PCR을 위해, 1 마이크로그램의 총 RNA를 ThermoScriptTM 역전사효소 (Invitrogen)을 이용하여 역전사시키고 PCR 반응을 위하여, 이 역전사된 RNA 0.1 마이크로그램 당량을 사용하였다. 이것은 200 마이크로몰의 dNPTs, 1.5 밀리몰의 MgCl2, 각각의 프라이머 10 피코몰, 및 1U Pfu DNA-폴리머라제 (Stratagene, LaJolla, CA, USA)를 함유하는 최종 부피 50 마이크로리터가 되도록 실시하였다. PCR 반응은 다음의 프라이머와 조건을 이용하여 실시하였다: 병아리의 OPN (420 bp PCR 산물): 5'-ACACTTTCACTCCAATCGTCC-3'(SEQ ID NO: 19)(정방향), 5'- GCCCTTTCCGTTGTTGTCC-3'(SEQ ID NO: 20) (역방향) 35 사이클: 95℃/45초, 66℃/45 초, 72℃/1분. 정량 분석을 위하여, 모든 증폭물을 하우스키핑 유전자인 β-액틴의 그것에 대하여 정규화시켰다; 병아리의 β-액틴 (460 bp PCR 산물) 5'-GGAAATCGTGCGTGACAT-3' (SEQ ID NO: 21) (정방향), 5'-TCATGATGGAGTTGAATGTAGTT-3' (SEQ ID NO: 22) (역방향) 32 사이클: 94℃/45초, 55℃/45초, 72℃/1분. 에티디움 브로마이드를 함유하는 1.5% 아가로스 겔 상에서 PCR 증폭 산물을 분석하였다. 척추 부근의 근육의 총 단백질 추출물을 이용하여 병아리 OPN (클론 8E5, Kamiya Biomedial , WA, USA)과 가교반응하는 항인간 OPN 항체를 이용하여 웨스턴 블랏법에 의하여 병아리의 OPN을 측정하였다.
[00128] 인간 집단 The Sainte-Justine Hospital, The Montreal Children's Hospital, The Shriners Hospital for Children in Montreal, McGill University and The Affluent School Board의 제도 심의 위원회가 이 연구를 승인하였다. 각 참여자의 부모 또는 법정 후견인이 서면 동의서를 제출하였으며, 소수는 동의 의사를 표시하였다.
[00129] AIS에 걸린 모든 환자들은 6명의 정형외과 의사 중 한명에게 검사를 받았다. 병력 및 임상 시험 결과가 특발성 척추측만증 진단 결과와 일치하고, 척추골 회전과 함께 최소 10도의 관상면 만곡이 척추골의 스탠딩 라디오그래프 상에서 발견되면 그 개체는 이 병에 걸린 것으로 판정하였다. 몬트리올의 초등학교에서 건강한 대조군을 모집하였다. 동일한 정형외과 의사가 척추 만곡계(scoliometer)를 이용하여 Adam 전방 굽힘 테스트를 실시하여 각각의 대상자를 시험하였다.
[00130] 세 집단, 즉: AIS 환자, 어떠한 척추측만증 가족력/병력도 없는 건강한 대조군, 및 척추측만증 발병 위험이 있는 것으로 사료되고 부모 중 적어도 한명이 척추측만증에 걸린 무증상 자녀에 대하여 조사를 실시하였다. 252명의 속발성 AIS 환자, 35명의 건강한 대조군 대상자 및 70명의 척추측만증 발병 위험이 있는 무증상 아동을 모집하였다. 모든 대상자들은 백인이었으며 이들의 인구학적 특징은 다음의 표 2에 나타내었다.
[00131] 오스테오폰틴, sCD44 및 HA 효소 결합 면역흡수 분석법 AIS 환자, 무증상 아동 및 대조군의 말초 혈액 시료를 EDTA-함유 시험관에 수집한 다음 원심분리하였다. 유도된 혈장 시료를 분주하고 -80℃에서 냉동 보관한 후 분석 시 해동하였다. OPN 및 sCD44의 혈장 농도를 제조업체 (IBL, Hamburg, Germany)가 제공한 프로토콜에 따라 포획 효소 결합 면역흡수 분석법 (ELISA)에 의해 측정하였다. sCD44 Elisa 키트 (sCD44std)는 표준 단백질 서열을 포함하는 순환하는 (가용성) 모든 CD44 이소형은 측정하였으나, 엑손 V2과 V10 (50) 사이의 교번 스플라이싱과 연관된 희귀한 이소형은 측정하지 않았다 (도 22 참조). OPN IBL ELISA 키트 (코드 No. 27158)는 혈장 중 OPN의 포스포릴화 및 비포스포릴화 두가지 모두의 이소형의 총 농도를 측정하였다. HA의 순환 수준을 ELISA 키트 (HA-Elisa (K-1200), Echelon Biosciences, Salt Lake City, UT)를 이용하여 혈장 시료 중에서 측정하였다. 모든 ELISA 테스트를 두번씩 실시하고, AsysHiTech Expert-96 마이크로플레이트 판독기 (Biochrom, Cambridge, UK)를 이용하여 450 nm (OPN 및 sCD44의 경우) 및 405 nm (HA의 경우)에서 광학 밀도를 측정하였다. 시판하는 다른 Elisa 키트 또는 자가 제조 키트를 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 이들 여러가지 키트에 의해 측정된 척추 측만증 발병 위험성을 예측하는데 도움이 되는 척추 측만증 대상자로부터 비척추 측만증 대상자를 통계적으로 구별시키는 컷오프 값은 본 발명에 사용된 키트를 이용하여 산출된 값과는 아마도 다를 것이다. 그러나 본 발명에 설명된 바와 같이 사용된 각각의 새로운 항체에 대하여 산출될 수 있다.
[00132] 통계적 분석 서로 다른 AIS 및 대조군에서의 연령 및 성별 차이를 각각 Pearson's Chi-스퀘어법과 Student's t 검정법에 의해 평가하였다. OPN, sCD44 및 HA의 수준과 이들 그룹 간의 관련성에 대한 검정을 위해 다중 선형 회귀 모델을 이용하였다. 이들 잠재적인 중첩요인들(confounders)이 p<0.1로 바이오마커 수준과 관련된 경우, 얻어진 값들을 연령, 성별 및 연령-성별 상호작용에 대하여 조정하였다. 그룹과 성별 사이의 상호작용도 조사하였다. 먼저 그룹 효과가 있는 모델과 없는 모델을 비교하는 글로벌 F 검정을 이용하여 전체적인 그룹 효과를 테스트하였다. 이어서 다중 검정에 대하여 Bonferroni 교정을 적용하여, 그룹 간의 특이적인 차이점에 대하여 테스트하였다. 수신자 판단특성 (ROC: Receiver-operating characteristics) 곡선을 이용하여 OPN의 진단값을 평가하고, 최적 역치를 동정하였다. 곡선을 이용하여 OPN의 감수성 (AIS에 걸린 것으로 알려진 환자에 대하여 분석을 실시한 경우의 참-양성 비율)과 특이성 (건강한 대조군에 대하여 분석을 실시한 경우의 참-음성 결과의 비율)을 프로파일링하였다. ROC 곡선하 면적 (AUC) 및 연관된 95% 신뢰구간을 산출하였다. 이론치 AUC가 0.5라는 가정의 검정은 신뢰 구간에 기초하였다. ROC 곡선 분석을 R에 대한 ROCR 패키지를 이용하여 실시한 것을 제외하고, SAS 소프트웨어, 버젼 9.1에 대하여 통계 분석을 실시하였다 (www.r-project.org)(51,52). 달리 언급하지 않는 한 모든 분석에서 p 값 <0.005이면 통계적으로 유의적인 것으로 고려하였다.
실시예 2
송과체가 절단된 병아리의 mRNA 및 단백질 OPN 수준
[00133] 송과체가 절단된 병아리에 있어서 OPN의 발현 분석 및 면역검출 분석을 상술한 실시예 1에 설명된 바와 같이 실시하였다. 송과체가 절단된 병아리에서 발생하는 mRNA 및 단백질 수준으로 OPN을 측정하였다. 도 1은 척추 측만증이 발병된 송과체 절단 병아리에 있어서만 mRNA 및 단백질 수준에서 OPN이 크게 증가하였음을 보여준다.
실시예 3
C57Bl/6j 마우스에 있어서 OPN 단백질 수준
[00134] 양족 C57Bl/6j 마우스를 만들고 이들의 OPN 수준을 상기 실시예 1에 설명된 바와 같이 측정하였다. C57Bl/6j 마우스에 있어서 8주일간 양족 절단하자 암컷의 경우 46 퍼센트, 그리고 수컷의 경우 24 퍼센트의 비율로 척추 측만증이 유발되었는데, 이는 암컷에서 혈장 OPN 수준이 더 높은 것으로 나타난 것과 연관이 있다 (하기 표 3 참조). 이 동물 모델의 타당성은 인간에서도 관찰되는 바와 같이, 양족 수컷 (24%)에 비할 경우 양족 C57Bl/6j 암컷 (46%)에서 척추 측만증이 숫적인 면에서나, 위중도 면에서나 더 빈번히 관찰된다는 사실에 의해 잘 뒷받침된다.
[00135] 표 3. 천연 멜라토닌 결핍 마우스 스트레인 C57Bl/6j 마우스 및 OPN 또는 CD44가 결핍되도록 유전적으로 변형된 C57Bl 마우스에 있어서 척추 측만증 빈도.
n |
척추 측만증의 % |
평균 팔로우업 기간 |
||
C57Bl/6j |
♂ ♀ |
21 28 |
24% 46% |
57주 +/- 3 57주 +/- 3 |
C57Bl/6j OPN-null |
♂ ♀ |
30 24 |
0% 0% |
54주 +/- 2 54주 +/- 2 |
C57Bl/6j CD44-null |
♂ ♀ |
29 31 |
0% 0% |
52주 +/- 2 52주 +/- 2 |
[00136] 도 2는 척추 측만증 C57Bl/6j 마우스에 있어서 양족 수술 후 (즉, 척추 측만증 발달 동안) OPN 단백질 수준이 크게 증가하였음을 보여준다.
실시예 4
양족 C57Bl/6j 마우스의 척추 측만증에 미치는 OPN 또는 CD44 부재에 따른
효과의 관찰
[00137] 척추 측만증 형성 및 곡선 진행 (progression)에 있어서 병태생리학 캐스케이드의 중요한 부분으로서의 OPN 및 CD44 수용체의 기여도를, 유전적으로 변형된 양족 C57Bl/6j 마우스를 이용하여 전술한 실시예 1에 설명된 바와 같은 실험을 실시함으로써 연구하였다. 상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 양족 C57Bl/6j OPN-null (n=54) 및 C57Bl/6j CD44-null 마우스 (n=60) 중 어느 것도 이들에 대한 분석이 52주일 넘게 연장 실시 되었음에도 불구하고 척추측만증을 발병시키지 않은 것으로 나타났다. 척추 측만증 발병은 수술 후 8주일 후에 검색되었다. 척추 측만증의 발명이 단지 OPN-null 및 CD44-null 마우스에서 지연된 것이 아님을 입증하기 위하여 보다 긴 팔로우-업을 실시하였다.
[00138] 이와 함께, 양족 C57Bl/6j OPN-KO 마우스에 있어서 척추 측만증의 부재가 멜라토닌의 증가된 생성에 기인한 것일 수 있다는 가능성을 배제하기 위하여, 멜라토닌 순환 수준을 야생형 및 OPN-KO 마우스에서 측정하였다.
[00139] 도 3은 야생형 (C57Bl/6j, C57Bl/6j 및 FVB)에 비교할 때 양족 C57Bl/6j OPN KO 마우스의 순환 멜라토닌 수준이 2배 감소되었음을 보여준다.
[00140] 전술한 바와 같이, C57Bl/6j 마우스는 멜라토닌 결핍이며, 멜라토닌을 높은 수준으로 생산하는 FVB 스트레인과 대조적으로 척추 측만증 (S)를 발병시킬 가능성이 있다. OPN-녹아웃 마우스는 이들이 동일한 유전적 배경 (C57Bl/6j)을 가지고는 있으나, 멜라토닌이 현저히 감소하였다 하여도 척추 측만증를 발병하지 않는데 (NS), 이는 멜라토닌이 생체내에서의 OPN 발현 및 합성을 음성적으로 조절함을 시사하는 것이다. 이 가설에 구애됨이 없이, 유전적으로 변형된 마우스에 있어서 OPN이 부재할 경우, OPN 발현 및 합성을 증가시키기 위한 후천적인 생리적 반응으로서 멜라토닌 수준이 더 감소될 것으로 여겨진다.
실시예 5
척추 측만증 예방에 미치는 OPN 억제제의 효과
[00141] OPN의 전사 또는 합성에 영향을 미치는 것으로 여겨지는 2종의 화합물을 송과체 절단 24-48 시간 전에 병아리에게 500 ㎍/1kg 체중/1일의 투여량으로 복강 주사하였다.
[00142] 도 4에 명백히 도시된 바와 같이, 이들 약물로 전처리된 송과체 절단 병아리들은 약물로 처리되지 않은 송과체 절단 병아리에 비해 척추 측만증 발병이 더 적었다 (50% 감소).
실시예 6
두 그룹으로 분류된 AIS 환자 및 건강한 대조군에 있어서 순환 OPN의 수준 비교
[00143] AIS에 걸린 252명의 환자와 35명의 건강한 대조군 대상자 그룹을 상기 실시예 1에 설명된 바와 같이 시험하였다. AIS에 걸린 환자들을 이들의 척추 만곡 정도 (10o-44o 대 ≥ 45o)에 따라 2개의 서브그룹으로 분류하였다. 증상이 가장 심한 AIS 서브그룹에서는 어떠한 환자도 검사 도중 교정 수술을 받지 않았다. 완만한 만곡의 경우 소년에 비해 10대 소녀에서 AIS 비율이 더 높다는 문헌상의 보고 (Cobb 각도 ≥ 30o인 곡선에서 10:1의 비율)와 일치하는 바와 같이, 대조군 그룹 (건강한 대상자와 발병 위험 대조군 그룹에서 각각 54% 및 64%, 대조군에 비해 p≤ 0.0001)에 비해 AIS 그룹에서 소녀들의 비율이 더 높았다 (10o-44o 및 ≥45o 서브그룹에서 각각 86% 및 84%). 두가지 AIS 서브그룹 (p = 0.76)이나 두가지 대조군 그룹 (p=0.32) 간에는 성별에 따른 유의적인 차이는 없었다. 평균 연령은 Cobb 각도가 ≥ 45o인 경우가 10-44o인 경우에 비해 훨씬 높았다 (15.2±1.8 대 13.8±2.1, p<0.0001). AIS 그룹은 두 그룹 모두 대조군에 비해 평균 연령이 더 높았다 (건강한 그룹 10.7±0.6, 발병 위험군 9.9±3.4, AIS 그룹에 비해 p<0.0001).
[00144] 심한 기형 (Cobb 각도 ≥ 45o)을 나타내는 AIS 환자, 낮은 수준 내지 보통 수준의 만곡 (Cobb 각도 10o 내지 44o)을 나타내는 AIS 환자 및 건강한 대조군에 있어서의 혈장 OPN 수준을, 여러가지 임상적 변수에 따라 하기 표 4에 요약하였다. 비록 혈장 OPN 수준은 기형이 가장 심한 환자 (Cobb 각도 ≥ 45o)에서 더 많이 증가하였으나, 평균 혈장 OPN 수준은 건강한 대조군에 비해 두개의 AIS 그룹 모두에서 유의적으로 더 높았다 (연령, 성별 및 연령-성별 상호반응에 대한 조정 후 Bonferroni 교정 p < 0.001). AIS 환자에 있어서 혈장 OPN 수준은 소년과 소년 모두에서 만곡의 기형도 수준 (도 5D)과 연관이 있었다 (연령에 대해 조정된 Partial Pearson 상관 계수 = 각각 0.29, p < 0.001, 및 0.33, p = 0.04). 척추 측만증 발병 위험 그룹에 있어서의 평균 혈장 OPN 수준 (846±402 ng/ml)은 건강한 대조군 (570±156 ng/ml)과 유의적으로 차이가 났다 (Bonferroni-교정 p < 0.001).
[00145] 증상이 심한 (Cobb 각도 ≥ 45o) AIS 환자와 건강한 대조군에 있어서 혀장 OPN의 수신자 판단 특성 (ROC) 곡선을 분석하자 표준 오차 0.03으로 AUC가 0.94인 것으로 나타났다 (95 퍼센트 신뢰 구간 0.88 내지 0.99) (도 5A 참조). 1 밀리리터 당 컷오프 값 > 700 나노그램의 경우 감수성 90.6 퍼센트, 특이성 81.8 퍼센트였다 (도 5B 참조). 1 밀리리터 당 컷오프 값 > 800 나노그램인 경우 가장 정확도가 높았으며 감수성 84.4 퍼센트, 그리고 특이성 90.6 퍼센트로서, 척추 측만증로 확진된다 (최소 거짓 음성 및 거짓 양성 결과) (도 5C 참조).
[00146] 비록 전술한 바와 같이, 다른 성인 질환에서 OPN이 높은 수준으로 발견되지만, 척추 측만증 환자에서 발견되는 높은 혈장 OPN 수준은 소아 집단에서는 독특한 것이다. 따라서 OPN 수준 측정함은 무증상 아동들 중에서 척추 측만증 발병 위험 (AIS 또는 기타 척추 질환 및 척추 측만증을 야기하는 질환)이 있는 아동들을 동정하고 척추 측만증 대상자 중에서 척추 측만증 진행 경험이 있거나 진행 위험이 있는 대상자를 동정하는데 이용할 수 있다. 뿐만 아니라, AIS 환자에서 발견되는 혈장 OPN 수준은 종종 성인 질환에서 발견되는 수치보다 높다. OPN 수준은 또한 성인에 있어서 위험성 (예컨대 퇴행성 척추 측만증 및 성인기에 걸쳐 진행되는 특발성 척추 측만증)을 예측하는데 이용될 수 있다. 어떠한 돌연변이는 척추 측만증를 유발할 수 있는 다른 질환과 이미 연관되어 있을 수 있다. 특정 실시 상태에 있어서, OPN 수준은 이들 돌연변이의 조사와 조합적으로 사용될 수 있다.
실시예 7
발병 위험이 있는 무증상 아동 및 건강한 대조군에 있어서 순환 OPN의
수준 비교
[00147] 척추 측만증의 발병 위험이 있는 70명의 무증상 아동군과 35명의 대조군 대상자를 상기 실시예 1에 설명된 바와 같이 검사하였다. 척추 측만증 발병 위험군 내의 평균 혈장 OPN 수준 (846±402 나노그램/밀리리터)는 건강한 대조군의 경우 (570±156 나노그램/밀리리터)와 유의적으로 달랐고 (p=0.001) 두 그룹 모두 연령 및 성별을 맷치시켰다. 성별에 따른 유의적인 차이는 관찰되지 않았다 (상기 표 4 참조).
[00148] 밀리리터 당 800 나노그램의 컷오프 값을 이용한 경우, 무증상 아동 그룹의 47.9 퍼센트가 이 혈장 OPN 값보다 높은 반면, 건강한 대조군에서는 오직 8.6 퍼센트만이 이 값을 상회하였다. 이러한 결과는 부모 중 적어도 한명이 병에 걸린 자녀는 이 병에 걸리지 않은 부모의 자녀보다 척추 측만증이 더 많이 걸린다는 이전의 보고와 일치하는 것이다 (34, 35).
[00149] 따라서 예진 목적으로 척추 측만증 발병 위험이 있는 대상자를 조기 발견하고/또는 새로운 무융합 장치로 덜 침습적인 외과수술을 하거나 조기 보정기 착용을 위한 척추 측만증 환자의 계층화 목적, AIS에 걸린 환자 치료를 위한 약리학적 치료 및 이러한 치료에 대한 반응을 모니터링을 위해, 예컨대 OPN에 대한 효소 결합 면역흡수 분석법(ELISA) 또는 RIA를 이용할 수 있다.
실시예 8
두개의 그룹으로 분류된 AIS 환자 및 건강한 대조군에 있어서 순환 sCD44의
수준 비교
[00150] 상기 실시예 1에 설명된 실험을 실시하였다. 건강한 대조군, AIS군 및 발병 위험이 있는 무증상 아동군에 있어서 혈장 sCD44 및 HA 수준을 상기 표 4에 나타내었다. 모든 그룹을 서로 비교하자 평균 혈장 sCD44 및 HA 값에서는 유의적이니 변화가 나타나지 않았다. 그러나, 가장 심한 척추 기형 (≥45o)을 나타내는 AIS 환자는 다른 세가지 그룹과 비교한 경우 평균 혈장 sCD44 수준 역시도 가장 낮았다 (p=0.066).
[00151] CD44 및 sCD44는 각각 OPN에 대한 수용체 및 유인(decoy) 수용체로서 작용할 수 있다. 검사된 모든 그룹에 있어서 아무런 유의적인 변화가 측정되지 않았음에도 불구하고, 가장 심한 정상의 AIS 환자 (≥45o)는 검사된 모든 그룹 중에서 평균 sCD44값이 가장 낮았다. 면역결핍 질환 및 자가면역 질환에서 혈장 sCD44 수준의 감소가 발견되는 반면, 이들 질환 중 어느 것도 일반적으로 고혈장 OPN 수준의 부재하에서 척추 측만증를 유발하지 않는다는 것은 흥미로운데(35-37), 이는 sCD44가 OPN의 작용을 간섭함으로써 질병-변형 인자로서 AIS에서 어떤 역할을 할 수 있는 것임을 시사하는 것이다 (도 17 참조).
실시예 9
AIS 환자에 있어서 OPN 수준, sCD44 수준 및 Cobb 각도의 경시적인
변화 프로파일
[00152] AIS 환자에 있어서 팔로우 업 시간에 걸쳐 바이오마커 (OPN 및 sCD44 수준)과 Cobb 각도의 진전이 측정되었다. 도 7은 베이스라인 방문시 12세 (적색), 14세 (녹색 및 청색) 및 17세 (황색)의 4명의 선택된 AIS 여성 환자 (보정기 치료를 받지 않음)에 있어서 이러한 진전을 보여주고 있다.
[00153] 기형 만곡도가 악화된 AIS 환자 (Cobb 각도의 총 증가가 3o를 초과함)와 만곡도가 유의적으로 변화하지 않은 대상자 (Cobb 각도에 변화가 없거나, 각도의 감소 또는 증가가 3o 미만인 경우)에 있어서 팔로우업 시간 동안의 도 8은 OPN (좌측 패널)과 sCD44 (우측 패널) 수준의 분포를 나타낸 도면으로; OPN 수준의 평균 변화가 기형 만곡도가 악화된 그룹에 있어서 유의적으로 더 높았음을 나타낸다 (Wilcoxon 랭크 합계 검사 p<0.01)). sCD44의 경우 유의적인 차이는 측정되지 않았다 (p>5). 팔로우업 시간의 길이는 2 그룹에서 서로 유사하였다 (p>0.5).
[00154] 도 9는 AIS 환자 군에 있어서 Cobb 각도의 프로그레션(progression),과 연과된 OPN 프로그레션을 보여주는 반면, 도 10은 다른 AIS 환자에 있어서 Cobb 각도의 회귀 (regression) 또는 안정화와 연관된 OPN 회괴 또는 안정화를 도시한다.
[00155] OPN 수준을 이용함으로써 예진된 환자 중 척추 측만증이 진전될 환자들을 동정할 수 있다.
실시예 10
발병 위험이 있는 무증상 환자의 OPN 수준, sCD44 수준 및 Cobb 각도의
경시적 변화 프로파일
[00156] 도 11은 척추 측만증을 앓지 않는 4명의 발병 위험군 대상자, 즉: 13세 남아 1명 (녹색), 13세 여아 (녹색), 및 5세 여아 (황금색), 11세 여아 (청색) 및 9세 여아 (적색) 3명에 있어서 베이스라인 방문시 OPN 및 sCD44 수준의 변화 프로파일을 도시한 도면이다. 발병 위험 대상자에 있어서 바이오마커의 베이스라인 수준과 경시적 변화에 있어서 유의적인 대상자간 변동 (variability)이 관찰되었는데, 이는 발병 위험 대상자에 있어서 척추 측만증의 개시를 모니터하기 위한 도구로서 이 바이오마커가 유용할 수 있다는 가능성을 나타내는 것이다.
[00157] 하기의 표 5 내지 8에, 건강한 대조군 대상자 (표 5), Cobb 각도가 45도 미만인 AIS 환자 (표 6), Cobb 각도가 45o 이상인 AIS 환자 (표 7) 및 발병 위험이 있는 무증상 아동 (표 8) 각각에 있어서의 임상적 프로파일 및 생화학적 프로파일을 자세히 나타내었다.
실시예 11
비AIS 척추 측만증 환자에 있어서 OPN, sCD44 및 HA 수준
[00158] 비척추 측만증 환자 (NAIS 환자)에 있어서 OPN 수준을 측정하였다. 결과를 다음 표 9에 요약하였다. 건강한 사람, AIS 환자 및 NAIS 환자에 있어서의 CPN, sCD44 및 HA 수준의 비교 결과를 도 12에 도시하였다.
[00159] 다음의 표 10은 비AIS 척추 측만증 환자에 있어서 상세한 바이오마커 수준을 나타낸다.
실시예 12
수술전 및 수술후 AIS 환자에 있어서 OPN 및 sCD44 수준
[00160] 수술전 (n=79) 및 수술후 (n=28)의 AIS 환자에 있어서 OPN 수준을 측정하였다. 흥미롭게도, 수술전 대 수술후 AIS 환자의 비교 결과 순환 OPN 수준이 감소된 것으로 나타났는데, 이는 세포 수준에서 OPN의 메카노센서로서의 역할을 더욱 뒷받침하는 것이다 (도 13).
[00161] 고정기 착용 전 (n=10) 및 착용후 (n=10) AIS 여성 환자에 있어서 OPN을 측정하였다. 마찬가지로, 수술전(n=15) 및 수술후 (n=12) AIS 여성 환자에 있어서 sCD44 수준을 측정하였다. 이 결과를 표 14에 나타내었다.
[00162] 수술전 및 수술후 소정의 컷오프 대역에 있어서의 12명의 AIS 환자의 분포를 조사하였다. 도 15는 수술 처리된 환자의 92%가 적색 대역 (혈장의 OPN 수준 > 8000 ng/ml)의 수술전 OPN 수준을 갖는 반면, 나머지 8%는 황색 대역 (700-800 ng/mL)에 해당한다는 것을 보여준다. 어떤 환자도 혈장 OPN 수준이 <700 ng/mL인 녹색 대역에 해당하지는 않았다. 이것은 또한 높은 OPN 농도와 척추 측만증 만곡의 프로그레션 간의 깊은 상관관계를 나타내는 것이다.
[00163] 도 15의 패널 B는 외과 수술을 받은 적색 대역 환자들이 혈액 중 OPN 농도가 감소되었음을 보여준다. 외과 수술을 받은 환자의 75%는 녹색 및 황색 대역으로 옮겨갔다 (800 ng/mL 이하).
실시예 13
여러가지 유형의 고정기를 착용한 AIS 환자에 있어서 OPN 수준
[00164] 고정기 착용 전 (n=79) 및 착용후 (N=28) AIS 환자에 있어서 OPN 수준도 측정하였다. 하기 표 11은 바이오마커에 대한 고정기의 효과를 나타내는 것이다.
[00165] 고정기 착용전 및 착용 후 소정의 컷오프 대역에 대한 AIS 환자의 분포도 조사하였다. 8명의 환자를 고정기 착용 후 몇개월간, 즉, 환자 #1 내지 #8 각각을 고정기 착용 후 7,7,8,22,22,22 및 26개월간 조사하였다. 도 16은 고정기 착용전 (패널 A), 이 환자들의 63%가 적색 및 황색 대역에 있었음을 도시한다. 녹색 대역 (<700 ng/mL)으로의 유의적인 이동이 관찰되었는데, 이는 도 13-15에 도시된 바와 같이, 외과수술을 받은 환자들에서 관찰된 경향과 일치하는 것이다.
실시예 14
AIS 환자 대 건강한 대상자들 간의 셀레늄 수준 비교
[00166] AIS 환자의 혈장에서 셀레늄 농도가 크게 저하되는 것으로 보고된 바 있다 (42). 셀레늄, 더욱 구체적으로 식품중에 자연적으로 존재하는 Se-메틸셀레노시스테인은 OPN 전사를 표적화함으로써 화학예방요법으로서 유방암에 있어서 전이를 방지하는데 사용된다 (43-45).
[00167] AIS에 있어서 낮은 셀레늄 수준이 높은 OPN 농도와 연관이 있는지 결정하기 위하여 소아 집단 (AIS 대 건강한 대조군)에서 혈장의 셀레늄 농도를 측정하였다. 2,3-디아미노나프탈렌(DAN)을 이용하여 형광측정법에 의해 혈장 셀레늄 농도를 측정하였다 (46, 47). 도 18 및 도 19에 제시된 결과는 척추 측만증 환자 및 발병 위험이 있는 무증상 아동에 있어서 높은 OPN 수준과 낮은 셀레늄 수준 간의 상관 관계를 보여준다.
[00168] 비록 특정 구체예를 들어 이제까지 본 발명을 설명하였으나, 첨부된 특허청구범위 내에서 본 발명의 범위와 특성을 벗어남이 없이 얼마든지 변형이 가능하다.
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<210> 1
<211> 1641
<212> DNA
<213> Homo sapiens
<400> 1
ctccctgtgt tggtggagga tgtctgcagc agcatttaaa ttctgggagg gcttggttgt 60
cagcagcagc aggaggaggc agagcacagc atcgtcggga ccagactcgt ctcaggccag 120
ttgcagcctt ctcagccaaa cgccgaccaa ggaaaactca ctaccatgag aattgcagtg 180
atttgctttt gcctcctagg catcacctgt gccataccag ttaaacaggc tgattctgga 240
agttctgagg aaaagcagct ttacaacaaa tacccagatg ctgtggccac atggctaaac 300
cctgacccat ctcagaagca gaatctccta gccccacaga atgctgtgtc ctctgaagaa 360
accaatgact ttaaacaaga gacccttcca agtaagtcca acgaaagcca tgaccacatg 420
gatgatatgg atgatgaaga tgatgatgac catgtggaca gccaggactc cattgactcg 480
aacgactctg atgatgtaga tgacactgat gattctcacc agtctgatga gtctcaccat 540
tctgatgaat ctgatgaact ggtcactgat tttcccacgg acctgccagc aaccgaagtt 600
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ggactgaggt caaaatctaa gaagtttcgc agacctgaca tccagtaccc tgatgctaca 720
gacgaggaca tcacctcaca catggaaagc gaggagttga atggtgcata caaggccatc 780
cccgttgccc aggacctgaa cgcgccttct gattgggaca gccgtgggaa ggacagttat 840
gaaacgagtc agctggatga ccagagtgct gaaacccaca gccacaagca gtccagatta 900
tataagcgga aagccaatga tgagagcaat gagcattccg atgtgattga tagtcaggaa 960
ctttccaaag tcagccgtga attccacagc catgaatttc acagccatga agatatgctg 1020
gttgtagacc ccaaaagtaa ggaagaagat aaacacctga aatttcgtat ttctcatgaa 1080
ttagatagtg catcttctga ggtcaattaa aaggagaaaa aatacaattt ctcactttgc 1140
atttagtcaa aagaaaaaat gctttatagc aaaatgaaag agaacatgaa atgcttcttt 1200
ctcagtttat tggttgaatg tgtatctatt tgagtctgga aataactaat gtgtttgata 1260
attagtttag tttgtggctt catggaaact ccctgtaaac taaaagcttc agggttatgt 1320
ctatgttcat tctatagaag aaatgcaaac tatcactgta ttttaatatt tgttattctc 1380
tcatgaatag aaatttatgt agaagcaaac aaaatacttt tacccactta aaaagagaat 1440
ataacatttt atgtcactat aatcttttgt tttttaagtt agtgtatatt ttgttgtgat 1500
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gcctaaaaaa aaaaaaaaaa a 1641
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aacataacct tttttactgc ctaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaa 1616
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Tyr Asn Lys Tyr Pro Asp Ala Val Ala Thr Trp Leu Asn Pro Asp Pro
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Glu Thr Asn Asp Phe Lys Gln Glu Thr Leu Pro Ser Lys Ser Asn Glu
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Ser His Asp His Met Asp Asp Met Asp Asp Glu Asp Asp Asp Asp His
85 90 95
Val Asp Ser Gln Asp Ser Ile Asp Ser Asn Asp Ser Asp Asp Val Asp
100 105 110
Asp Thr Asp Asp Ser His Gln Ser Asp Glu Ser His His Ser Asp Glu
115 120 125
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130 135 140
Val Phe Thr Pro Val Val Pro Thr Val Asp Thr Tyr Asp Gly Arg Gly
145 150 155 160
Asp Ser Val Val Tyr Gly Leu Arg Ser Lys Ser Lys Lys Phe Arg Arg
165 170 175
Pro Asp Ile Gln Tyr Pro Asp Ala Thr Asp Glu Asp Ile Thr Ser His
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195 200 205
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245 250 255
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Phe His Ser His Glu Phe His Ser His Glu Asp Met Leu Val Val Asp
275 280 285
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Glu Leu Asp Ser Ala Ser Ser Glu Val Asn
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<213> Homo sapiens
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acaccttttc tactgtacac cccatcccag acgaagacag tccctggatc accgacagca 1080
cagacagaat ccctgctacc agagaccaag acacattcca ccccagtggg gggtcccata 1140
ccactcatgg atctgaatca gatggacact cacatgggag tcaagaaggt ggagcaaaca 1200
caacctctgg tcctataagg acaccccaaa ttccagaatg gctgatcatc ttggcatccc 1260
tcttggcctt ggctttgatt cttgcagttt gcattgcagt caacagtcga agaaggtgtg 1320
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tattaaaccc tggatcagtc ctttgatcag tataattttt taaagttact ttgtcagagg 2160
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tgttttttgt tttttttttt tgacactgtc caaaggtttt ccatcctgtc ctggaatcag 2460
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<210> 11
<211> 3985
<212> DNA
<213> Homo sapiens
<400> 11
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ctcatggaag accaaggagg gcagcactgt ttttgttttt tgttttttgt tttttttttt 1800
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<211> 1014
<212> DNA
<213> Homo sapiens
<400> 12
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<400> 13
Met Asp Lys Phe Trp Trp His Ala Ala Trp Gly Leu Cys Leu Val Pro
1 5 10 15
Leu Ser Leu Ala Gln Ile Asp Leu Asn Ile Thr Cys Arg Phe Ala Gly
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Val Phe His Val Glu Lys Asn Gly Arg Tyr Ser Ile Ser Arg Thr Glu
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Ala Ala Asp Leu Cys Lys Ala Phe Asn Ser Thr Leu Pro Thr Met Ala
50 55 60
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65 70 75 80
Phe Ile Glu Gly His Val Val Ile Pro Arg Ile His Pro Asn Ser Ile
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Cys Ala Ala Asn Asn Thr Gly Val Tyr Ile Leu Thr Ser Asn Thr Ser
100 105 110
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210 215 220
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Thr Trp Asp Trp Phe Ser Trp Leu Phe Leu Pro Ser Glu Ser Lys Asn
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260 265 270
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His Leu Ser Phe Ser Gly Ser Gly Ile Asp Asp Asp Glu Asp Phe Ile
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Ser Ser Thr Ile Ser Thr Thr Pro Arg Ala Phe Asp His Thr Lys Gln
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Asn Gln Asp Trp Thr Gln Trp Asn Pro Ser His Ser Asn Pro Glu Val
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Thr Ala Tyr Glu Gly Asn Trp Asn Pro Glu Ala His Pro Pro Leu Ile
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435 440 445
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450 455 460
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485 490 495
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500 505 510
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Arg Asp Pro Asn His Ser Glu Gly Ser Thr Thr Leu Leu Glu Gly Tyr
545 550 555 560
Thr Ser His Tyr Pro His Thr Lys Glu Ser Arg Thr Phe Ile Pro Val
565 570 575
Thr Ser Ala Lys Thr Gly Ser Phe Gly Val Thr Ala Val Thr Val Gly
580 585 590
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595 600 605
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675 680 685
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595 600 605
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Ile Ala Val Asn Ser Arg Arg Arg Cys Gly Gln Lys Lys Lys Leu Val
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Ile Asn Ser Gly Asn Gly Ala Val Glu Asp Arg Lys Pro Ser Gly Leu
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<212> PRT
<213> Homo sapiens
<400> 15
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85 90 95
Cys Ala Ala Asn Asn Thr Gly Val Tyr Ile Leu Thr Ser Asn Thr Ser
100 105 110
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130 135 140
Ile Thr Ile Val Asn Arg Asp Gly Thr Arg Tyr Val Gln Lys Gly Glu
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Thr Arg Asn Leu Gln Asn Val Asp Met Lys Ile Gly Val
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Ala Ala Asp Leu Cys Lys Ala Phe Asn Ser Thr Leu Pro Thr Met Ala
50 55 60
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65 70 75 80
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<213> Homo sapiens
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<223> Oligonuleotide primer
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<220>
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tcatgatgga gttgaatgta gtt 23
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<212> PRT
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<220>
<221> UNSURE
<222> (1)
<223> Xaa can be any naturally occurring amino acid
<400> 23
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Claims (49)
- 대상자로부터 얻은 혈액, 혈장, 혈청, 뇨, 눈물 및 타액으로 이루어진 군으로부터 선택된 생물학적 체액 시료 중에서 오스테오폰틴 (OPN) 단백질의 경시적인 발현을 모니터링하여, 대상자 시료 중에서 OPN 단백질 발현이 경시적으로 증가하면 그 대상자가 척추 측만증의 발병 위험이 있음을 나타내는 것으로 하는 척추 측만증의 발병 위험을 측정하는 시험관 내(in vitro) 방법.
- 제1항에 있어서, 모니터링은 대상자 나이가 3세에 개시하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 모니터링은 1개월에 적어도 1회의 빈도로 OPN 단백질 발현을 측정함으로써 실시하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, 모니터링은 6개월에 적어도 1회의 빈도로 OPN 단백질 발현을 측정함으로써 실시하는 것인 방법.
- 제1항에 있어서, OPN 단백질 발현의 모니터링은 효소결합 면역흡수 분석법 (ELISA) 또는 방사능면역분석법 (RIA)를 이용하여 실시하는 것인 방법.
- 대상자로부터 얻은 혈액, 혈장, 혈청, 뇨, 눈물 및 타액으로 이루어진 군으로부터 선택된 생물학적 체액 시료 중에서 오스테오폰틴 (OPN) 단백질의 발현을 모니터링하여, 대조군 시료에서보다 대상자 시료 중에서 OPN 단백질이 더 많이 발현될 경우 그 대상자가 척추 측만증의 발병 위험이 있음을 나타내는 것으로 하는 척추 측만증의 발병 위험을 측정하는 시험관 내(in vitro) 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 대상자는 척추 측만증에 걸릴 가능성이 있는 후보자인 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 대상자는 청소년기 특발성 척추 측만증에 걸릴 가능성이 있는 후보자인 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 대상자는 척추 측만증에 걸린 것으로 예진된 것인 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 대상자는 청소년기 특발성 척추 측만증에 걸린 것으로 예진된 것인 방법.
- 대상자로부터 얻은 혈액, 혈장, 혈청, 뇨, 눈물 및 타액으로 이루어진 군으로부터 선택된 생물학적 체액 시료 중에서 오스테오폰틴 (OPN) 단백질의 발현을 모니터링하여, 대상자를 척추 측만증 서브그룹으로 계층화시키는 것을 포함하여 이루어지는 척추 측만증에 걸린 환자를 계층화하는 시험관 내(in vitro) 방법.
- 고정기를 착용하기 전 및 고정기 착용후 적어도 한번 대상자로부터 얻은 혈액, 혈장, 혈청, 뇨, 눈물 및 타액으로 이루어진 군으로부터 선택된 생물학적 체액 시료 중에서 오스테오폰틴 (OPN) 단백질의 발현을 모니터링하여, 고정기 착용 전에 비해 고정기 착용 후의 OPN 단백질 발현이 증가하였을 경우 고정기가 효과가 없는 것임을 나타내는 것으로 하는 척추 측만증에 걸린 환자에 있어서 고정기의 효능을 평가하는 시험관 내(in vitro) 방법.
- 제12항에 있어서, 고정기 착용 후 OPN 단백질 발현 측정은 고정기를 착용한지 적어도 1개월 후에 실시하는 것인 방법.
- 제12항에 있어서, 고정기 착용 후 OPN 단백질 발현 측정은 고정기를 착용한지 적어도 2개월 후에 실시하는 것인 방법.
- 제12항에 있어서, 고정기 착용 후 OPN 단백질 발현 측정은 고정기를 착용한지 적어도 3개월 후에 실시하는 것인 방법.
- 제12항에 있어서, 고정기 착용 후 OPN 단백질 발현 측정은 고정기를 착용한지 적어도 6개월 후에 실시하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제6항 및 제11항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 대상자로부터 얻은 생물학적 체액 시료 중에서 가용성 CD44 수용체 (sCD44) 발현을 측정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제17항에 있어서, 생물학적 체액은 혈액, 혈장 및 혈청으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
- 제18항에 있어서, 생물학적 체액은 혈장인 것인 방법.
- 제1항 내지 제6항 및 제11항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, OPN 단백질 발현의 측정은 OPN에 특이적으로 결합하는 항체를 이용하여 실시하는 것인 방법.
- 제20항에 있어서, OPN 단백질 발현의 측정은 효소 결합 면역흡수 분석법 (ELISA)를 이용하여 실시하는 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 시료는 혈장 시료이고 혈장 1 밀리터 당 OPN 단백질 발현이 700 나노그램을 초과할 경우 그 대상자가 척추 측만증 발병 위험이 있음을 나타내는 것으로 하는 방법.
- 제21항에 있어서, 시료는 혈장 시료이고 혈장 1 밀리터 당 OPN 단백질 발현이 800 나노그램을 초과할 경우 그 대상자가 척추 측만증 발병 위험이 있음을 나타내는 것으로 하는 방법.
- 후보 물질을 sCD44를 발현하는 세포와 접촉시키고, sCD44 발현을 측정하여, 후보 물질 존재 시의 sCD44 발현이 후보 물질 부재시에 비하여 높을 경우 그 후보 물질을 선택하는 것을 포함하여 이루어지는, 척추 측만증의 경감 또는 예방을 위한 잠재적인 후보 물질을 선택하는 방법.
- 제24항에 있어서, 세포는 척추 측만증 환자로부터 유래한 세포인 것인 방법.
- 제24항 또는 제25항에 있어서, 대상자는 인간인 방법.
- 제24항 또는 제25항에 있어서, 대상자는 인간 여성인 방법.
- 제24항 또는 제25항에 있어서, 대상자는 인간 남성인 방법.
- 오스테오폰틴 (OPN) 단백질에 특이적인 리간드, 가용성 CD44 (sCD44)에 특이적인 리간드 및 척추 측만증 발병 위험성의 예측을 위해 키트를 사용하기 위한 지침서를 포함하여 이루어지는 척추 측만증의 발병 위험성을 예측하기 위한 키트.
- 삭제
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