KR101641920B1 - Nucleic acid aptamer specifically binding to EpCAM and their uses - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SELEX(Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) 기술을 이용하여 무작위로 합성된 ssDNA 라이브러리로부터 EpCAM(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 높은 친화도를 나타내는 DNA 앱타머에 관한 것으로, 상기 EpCAM에 특이적으로 결합 가능한 DNA 앱타머를 이용하여 기존에 사용되고 있는 항체 기반 분석보다 더 민감하고 정확하게 EpCAM을 측정할 수 있으며, 또한 상기 DNA 앱타머는 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포의 마커로써 사용될 수 있어 줄기세포 또는 암 연구 및 진단에 응용할 수 있다.The present invention relates to a DNA aptamer exhibiting a high affinity specifically to EpCAM (epithelial cell adhesion molecule (EpCAM)) from a randomly synthesized ssDNA library using SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Expectant Enrichment) The DNA aptamer that can specifically bind to EpCAM can be used to measure EpCAM more sensitively and accurately than antibody-based assays used in the past, and the DNA aptamer can be used as a marker of cancer stem cells or embryonic stem cells Stem cell or cancer research and diagnosis.

Description

EpCAM에 특이적으로 결합하는 핵산 앱타머 및 이의 용도{Nucleic acid aptamer specifically binding to EpCAM and their uses}[0001] Nucleic acid aptamers specifically binding to EpCAM and their uses [0002] Nucleic acid aptamers specifically bind to EpCAM and their uses [

본 발명은 상피세포부착분자(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 결합하는 핵산 앱타머(aptamer) 및 이를 이용한 EpCAM, 줄기세포 또는 암 줄기세포 검출 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a nucleic acid aptamer which specifically binds to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), and to a method for detecting EpCAM, stem cell or cancer stem cell using the same.

앱타머(Aptamer)는 그 자체로 안정된 삼차구조를 가지면서 세포, 단백질,작은 분자, 화학물질과 같은 표적 분자에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 단일가닥 핵산(DNA, RNA 또는 변형핵산) 또는 펩타이드이다(Ellington and Szostak, 1990; Tuerk and Gold, 1990; Breaker, 2004). 앱타머는 구조의 적합성, 정전기적 결합과 반데르발스 결합, 수소 결합과 같은 효과들의 조합으로 표적 분자와 결합하게 되는데(Hermann and Patel, 2000) 표적분자를 인식한다는 점에서 앱타머는 항체와 유사하다. 하지만 앱타머는 항체에 비해 분자량이 적고, 빠르고 재현성 있는 합성이 가능하며, 쉽게 변형이 가능하고, 장기적으로 안정하며, 낮은 독성과 낮은 면역성을 가지고, 빠르게 조직으로 침투할 수 있는 장점을 가지고 있어 다양한 질병의 진단과 치료에 널리 적용되고 있다(Jayasena, 1999, Lee et al., 2006; Tan et al., 2011).
Aptamers are single-stranded nucleic acids (DNA, RNA, or modified nucleic acids) that can bind with high affinity and specificity to target molecules such as cells, proteins, small molecules, and chemicals, (Ellington and Szostak, 1990; Tuerk and Gold, 1990; Breaker, 2004). The aptamer is similar to the antibody in that it recognizes the target molecule (Hermann and Patel, 2000) that binds to the target molecule with a combination of structural suitability, electrostatic and van der Waals binding, and hydrogen bonding. However, aptamers have fewer molecular weight than antibodies and are capable of rapid and reproducible synthesis, are easily transformable, are stable over the long term, have low toxicity and low immunity, can penetrate rapidly into tissues, (Jayasena, 1999; Lee et al., 2006; Tan et al., 2011).

단일 막관통형 당단백질인 상피세포 부착 분자(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)는 암종(carcinoma) 관련 항원이며, 이는 몇몇 전구 세포 집단 및 암에서 발현된다(Dalerba et al., 2007; Dan et al., 2006; 53 Maetzel et al., 2009; Stingl et al., 2005). EpCAM은 동종 친화적 칼슘이온 비의존성 세포 부착 분자로, 인간 종양 면역 요법 치료를 위한 타겟으로 사용된다. 또한, 배아 줄기 세포의 자가 재생(self-renewal)의 유지는 EpCAM의 높은 수준의 발현에 의존하며, 인간의 줄기 세포의 증식 및 분화에 중요한 기능적 역할을 한다(Patriarca et al., 2012). 따라서 EpCAM은 종양 개시 세포(암 줄기세포) 또는 배아 줄기 세포의 중요한 마커로 사용될 수 있다(Gonzalez et al., 2009; Lu et al., 2010; Ng et al., 2010; Sundberg et al., 2009).
The epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), a monocatalytic glycoprotein, is a carcinoma-associated antigen, which is expressed in several precursor cell populations and cancers (Dalerba et al., 2007; Dan et al. , 2006; 53 Maetzel et al., 2009; Stingl et al., 2005). EpCAM is a homologous, calcium-ion-independent cell adhesion molecule that is used as a target for treatment of human tumor immunotherapy. In addition, the maintenance of self-renewal of embryonic stem cells depends on the high level of expression of EpCAM and plays an important role in the proliferation and differentiation of human stem cells (Patriarca et al., 2012). Thus, EpCAM can be used as an important marker of tumor-initiated cells (cancer stem cells) or embryonic stem cells (Gonzalez et al., 2009; Lu et al., 2010; Ng et al., 2010; Sundberg et al., 2009 ).

SELEX(Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment)는 앱타머 발굴 기술로써, 1990년에 Colorado 대학의 Larry Gold 연구팀에 의해 처음으로 개발되었다. SELEX를 통해 금속 이온, 유기 염료 및 아미노산, 항생제 및 펩티드뿐만 아니라 다양한 크기와 기능의 단백질, 전체 세포 바이러스 및 바이러스에 감염된 세포, 박테리아와 같은 다양한 표적분자에 결합할 수 있는 많은 앱타머들이 지속적으로 발굴되어 왔다. 그 외에도 앱타머와 다양한 표적 사이의 상호작용은 생명 공학, 의학, 약학, 세포 생물학, 미생물학 및 화학 등 다양한 분야에서 적용되고 있다. 예를 들면 앱타머는 표적에 대한 치료, 감지 및 진단을 위한 수단으로써 효과적으로 응용되고 있다.SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) was first developed by the University of Colorado research team Larry Gold in 1990 as an aptamer digging technique. With SELEX, many aptamers that can bind to a variety of target molecules, such as metal ions, organic dyes and amino acids, antibiotics and peptides, as well as proteins of various sizes and functions, whole cell viruses and virus-infected cells, bacteria, Has come. In addition, the interaction between aptamer and various targets has been applied in various fields such as biotechnology, medicine, pharmacy, cell biology, microbiology and chemistry. For example, aptamers have been effectively applied as a means for treatment, detection and diagnosis of targets.

본 실험에 사용한 Cell SELEX 방법은 cell-to-aptamer 방식으로 고순도의 단백질 정제과정 없이 세포 표면에 존재하는 단백질과 직접적으로 결합할 수 있도록 함으로써 표적 단백질 특이 앱타머를 발굴하는데 유리한 방법이다. 표적 세포에 특이적으로 결합하는 효과적인 앱타머를 선별하기 위해서 세포 그대로를 사용하는 방법으로 간단하고, 빠르며, 재현성이 뛰어나다. 표적 분자로 정제된 단백질을 사용하면 정확한 표적 분자에 대한 앱타머를 얻을 확률은 높지만 세포 표면 단백질은 종종 쉽게 정제되어지지 않는 경향이 있다. 또한 세포 외 도메인의 재조합 생산 및 정제는 가능하도록 하지만, 살아있는 세포에서 형태를 유지할 수 있을 것인지에 대한 우려가 있으며, 정제된 단백질 또는 단백질 도메인에서 선별된 앱타머가 살아있는 세포에 존재하는 단백질의 형태를 인식하지 못함에 대한 우려를 낳기도 한다. 이러한 위험을 줄이기 위하여 Cell-SELEX는 세포 내에서 원형 그대로의 구조를 갖고 있는 표적 단백질과 직접 결합할 수 있는 앱타머를 발굴하는 방법으로 기존의 대장균 등에서 생산하고 분리한 재조합 단백질에 대해 발굴한 앱타머보다 실제 치료용 제제로서 더 가능성이 높은 앱타머를 발굴할 수 있다는 장점이 있다.The Cell SELEX method used in this experiment is a cell-to-aptamer method, which allows direct binding to proteins present on the cell surface without purification of a high-purity protein, which is an advantageous method for locating target protein-specific aptamers. It is simple, fast, and reproducible by using intact cells to select effective aptamers that specifically bind to target cells. Using a protein purified as a target molecule is likely to obtain an aptamer for an accurate target molecule, but cell surface proteins often tend not to be readily purified. Also, although recombinant production and purification of the extracellular domain is possible, there is a concern that it will be able to maintain its shape in living cells, and aptamers selected from purified protein or protein domains do not recognize the type of protein present in living cells It also raises concerns about the failure. In order to reduce this risk, Cell-SELEX is a method of extracting an aptamer that can bind directly to a target protein having a structure in its original form in a cell. Thus, a recombinant protein produced and isolated from a conventional E. coli, It is possible to find an aptamer that is more likely to be used as an actual therapeutic agent.

선택적으로 발현된 세포 표면 마커의 동정은 유도된 다능성 줄기 세포(iPSCs)를 포함하여 다능성 줄기 세포의 정제 및 특징 연구에 있어서 중요하며, 이는 줄기 세포에 대한 연구에 중요한 역할을 한다.
Identification of selectively expressed cell surface markers is important in the purification and characterization of pluripotent stem cells, including induced pluripotent stem cells (iPSCs), which play an important role in stem cell research.

이에, 본 발명자들은 대부분의 암에서 발현되는 EpCAM(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 결합하는 앱타머를 찾기 위해 노력한 결과, 화학적으로 합성된 ssDNA 라이브러리로부터 EpCAM에 높은 친화도를 나타내는 DNA 앱타머를 FACS cell-SELEX 기술을 이용하여 선별하였으며, 상기 앱타머의 서열 및 구조를 확립하였다. 상기 앱타머는 줄기 세포 마커로써 사용될 수 있고 줄기세포 및 암 세포 연구, 암 진단/치료에 응용할 수 있을 것으로 사료된다.
The present inventors have made efforts to find an aptamer specifically binding to EpCAM (EpCAM) expressed in most cancers. As a result, they have found DNA apps showing high affinity to EpCAM from chemically synthesized ssDNA library Tumor was selected using FACS cell-SELEX technology and the sequence and structure of the aptamer were established. The aptamer may be used as a stem cell marker and may be applied to stem cell and cancer cell research, cancer diagnosis / treatment.

본 발명의 목적은 상피세포부착분자(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 결합하는 핵산 앱타머(aptamer) 및 이를 이용한 EpCAM, 줄기세포 또는 암 줄기세포 검출 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a nucleic acid aptamer specifically binding to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), and a method for detecting EpCAM, stem cell or cancer stem cell using the same.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상피세포부착분자(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 결합하는 핵산 앱타머(aptamer)를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a nucleic acid aptamer which specifically binds to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM).

또한, 본 발명은 본 발명의 핵산 앱타머를 포함하는 상피세포부착분자(EpCAM) 검출 키트를 제공한다.The present invention also provides an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) detection kit comprising the nucleic acid aptamer of the present invention.

또한, 본 발명은 In addition,

1) 본 발명의 핵산 앱타머를 생물학적 시료에 접촉하는 단계; 및1) contacting the nucleic acid aptamer of the present invention with a biological sample; And

2) 상기 단계 1)에서 본 발명의 핵산 앱타머와 생물학적 시료의 결합 여부를 확인하는 단계를 포함하는 줄기세포 검출 방법을 제공한다.2) In step 1), a method for detecting a stem cell comprising the step of confirming whether a nucleic acid aptamer of the present invention binds to a biological sample is provided.

또한, 본 발명은 본 발명의 핵산 앱타머를 포함하는 줄기세포 검출 키트를 제공한다.The present invention also provides a stem cell detection kit comprising the nucleic acid aptamer of the present invention.

또한, 본 발명은 In addition,

1) 본 발명의 핵산 앱타머를 생물학적 시료에 접촉하는 단계; 및1) contacting the nucleic acid aptamer of the present invention with a biological sample; And

2) 상기 단계 1)에서 본 발명의 핵산 앱타머와 생물학적 시료의 결합 여부를 확인하는 단계를 포함하는 암 진단의 정보를 제공하기 위한 상피세포부착분자(EpCAM) 발현 여부 확인 방법을 제공한다.2) In step 1), a method for confirming expression of epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) to provide information on cancer diagnosis, which comprises confirming whether or not the nucleic acid aptamer of the present invention binds to a biological sample.

아울러, 본 발명은 본 발명의 핵산 앱타머를 포함하는 암 진단 키트를 제공한다.
In addition, the present invention provides a cancer diagnostic kit comprising the nucleic acid aptamer of the present invention.

본 발명은 SELEX(Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) 기술을 이용하여 무작위로 합성된 ssDNA 라이브러리로부터 EpCAM(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 높은 친화도를 나타내는 DNA 앱타머에 관한 것으로, 상기 EpCAM에 특이적으로 결합 가능한 DNA 앱타머를 이용하여 기존에 사용되고 있는 항체 기반 분석보다 더 민감하고 정확하게 EpCAM을 측정할 수 있으며, 또한 상기 DNA 앱타머는 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포의 마커로써 사용될 수 있어 줄기세포 또는 암 연구 및 진단에 응용할 수 있다.
The present invention relates to a DNA aptamer exhibiting a high affinity specifically to EpCAM (epithelial cell adhesion molecule (EpCAM)) from a randomly synthesized ssDNA library using SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Expectant Enrichment) The DNA aptamer that can specifically bind to EpCAM can be used to measure EpCAM more sensitively and accurately than antibody-based assays used in the past, and the DNA aptamer can be used as a marker of cancer stem cells or embryonic stem cells Stem cell or cancer research and diagnosis.

도 1a는, HEK 293, HepG2, Hela 세포 내 EpCAM의 발현 정도를 나타낸 도이다.
도 1b는, HepG2 세포에서 EpCAM을 과발현시켜 웨스턴블랏 및 FACS(Fluorescence-Activated Cell Sorter) 분석을 이용하여 확인한 도이다.
도 2a는, SELEX 4, 6, 7 및 8회의 DNA pool의 EpCAM이 과발현된 HepG2 세포에서 결합 정도를 나타낸 도이다.
도 2b는, SELEX 4, 6, 7 및 8회의 DNA pool의 HepG2 세포에서 결합 정도를 나타낸 도이다.
도 3은, 선별된 5개의 앱타머의 EpCAM이 과발현된 HepG2 세포와의 결합 친화도를 FACS를 통해 확인한 도이다.
도 4a는, EP166 앱타머의 EpCAM 과발현 HepG2 세포에서의 결합 친화도를 나타낸 도이다.
도 4b는, EP166 앱타머의 HepG2 세포에서의 결합 친화도를 나타낸 도이다.
도 4c는, EpCAM 과발현 HepG2 세포에서의 EP166의 결합 특이성을 공초점 현미경(confocal microscopic)으로 관찰한 도이다.
도 4d는, EpCAM 과발현 HepG2 세포에서 EP166 및 SYL3C의 결합 친화도를 비교한 도이다.
도 5a는, mfold 프로그램을 통해서 얻은 EP166의 예상되는 2차 구조를 나타낸 도이다.
도 5b는, 앱타머의 농도에 따라 EpCAM 과발현 HepG2 세포에서 EP166의 결합 친화도를 FACS를 이용하여 나타낸 도이다.
도 6a는, J1ES 세포에서 확인한 EP166의 결합 친화도를 나타낸 도이다.
도 6b는, 분화된 J1ES 세포에서 확인한 EP166의 결합 친화도를 나타낸 도이다.
도 7은, FACS cell-SELEX 과정을 도식화한 것이다.
FIG. 1A shows the expression levels of EpCAM in HEK 293, HepG2, Hela cells.
FIG. 1B shows the results of overexpression of EpCAM in HepG2 cells using Western blot and FACS (Fluorescence-Activated Cell Sorter) analysis.
FIG. 2A shows the degree of binding in HepG2 cells overexpressing EpCAM in SELEX 4, 6, 7, and 8 DNA pools.
FIG. 2B shows the degree of binding in HepG2 cells of SELEX 4, 6, 7 and 8 DNA pools.
FIG. 3 is a graph showing the binding affinity of 5 selected aptamers to HepG2 cells overexpressing EpCAM through FACS.
4A is a graph showing the binding affinity of EP166 aptamer in EpCAM-overexpressing HepG2 cells.
4B is a graph showing the binding affinity of EP166 aptamer in HepG2 cells.
4c is a view showing confocal microscopy of the binding specificity of EP166 in EpCAM overexpressed HepG2 cells.
Figure 4d compares the binding affinities of EP166 and SYL3C in EpCAM overexpressed HepG2 cells.
FIG. 5A is a diagram showing an expected secondary structure of EP166 obtained through the mfold program. FIG.
FIG. 5B is a graph showing the binding affinity of EP166 in EpCAM-overexpressing HepG2 cells using FACS according to the concentration of aptamer.
6A is a diagram showing the binding affinity of EP166 confirmed in J1ES cells.
FIG. 6B shows the binding affinity of EP166 identified in differentiated J1ES cells. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a FACS cell-SELEX process.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 상피세포부착분자(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 결합하고 서열번호 6을 포함하는 핵산 앱타머(aptamer)를 제공한다.The present invention provides a nucleic acid aptamer that specifically binds to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) and comprises SEQ ID NO: 6.

상기 EpCAM은 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포에서 발현되는 것이 바람직하다.The EpCAM is preferably expressed in cancer stem cells or embryonic stem cells.

상기 핵산 앱타머는 특정 분자에 고친화성 및 특이성을 결합할 수 있는 핵산 분자를 의미하며, 상기 핵산은 DNA, RNA 또는 핵산 변형체를 의미하고, Cell-SELEX(Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment)의 방법으로 선별되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The nucleic acid aptamer means a nucleic acid molecule capable of binding a specific molecule with high affinity and specificity, and the nucleic acid means DNA, RNA or a nucleic acid variant, and can be prepared by a method of Cell-SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) But it is not limited thereto.

상기 SELEX는 무작위 서열로 구성된 단일가닥 올리고뉴클레오티드 풀(pool) 또는 라이브러리를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 올리고뉴클레오티드는 변형 또는 변형되지 않은 DNA, RNA 또는 DNA/RNA 혼성체일 수 있으나 DNA인 것이 바람직하다.Preferably, the SELEX uses a single strand oligonucleotide pool or library composed of random sequences, and the oligonucleotide may be DNA or RNA or a DNA / RNA hybrid, which is not modified or modified, but is preferably DNA.

상기 올리고뉴클레오티드 라이브러리는 완전 무작위 또는 부분적 무작위 올리고뉴클레오티드일 수 있고, 바람직하게는 올리고뉴클레오티드 풀은 N 말단 또는 C 말단이 올리고뉴클레오티드 풀의 모든 분자에서 공유되는 서열로 구성될 수 있는 적어도 하나의 고정된 서열 및/또는 보존 서열을 포함하는 무작위 또는 부분적 무작위 올리고뉴클레오티드로 구성될 수 있다. 올리고뉴클레오티드 풀은 바람직하게는 무작위 서열 부분뿐만 아니라 효과적인 복제를 위해 필수적인 고정된 서열을 포함한다. 초기 풀의 올리고뉴클레오티드는 고정된 N 말단 및 C 말단 서열을 포함하는데 그 내부에 35 내지 50개의 무작위 뉴클레오티드가 삽입된다. 무작위 뉴클레오티드는 화학적 합성 및 무작위로 절단된 세포 내 핵산으로부터 선택함으로써 생산될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The oligonucleotide library may be a fully randomized or partially randomized oligonucleotide and preferably the oligonucleotide pool has at least one fixed sequence that can be composed of a sequence shared by all molecules of the oligonucleotide pool, RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > conserved sequences. The oligonucleotide pool preferably contains a random sequence region as well as a fixed sequence that is essential for effective replication. The oligonucleotide of the initial pool contains a fixed N-terminal and C-terminal sequence within which 35 to 50 random nucleotides are inserted. Random nucleotides may be produced by chemical synthesis and selection from randomly truncated intracellular nucleic acids, but are not limited thereto.

상기 올리고뉴클레오티드의 고정된 서열은 N 말단 및 C 말단에 각각 서열번호 1 및 2로 기재되는 19개의 뉴클레오티드로 구성된 프라이머 혼성화 사이트를 포함하는 것이 바람직하다.The fixed sequence of the oligonucleotide preferably comprises a primer hybridization site consisting of 19 nucleotides described in SEQ ID NOS: 1 and 2 at the N-terminus and C-terminus, respectively.

보다 상세한 SELEX 방법은 하기와 같은 단계로 수행되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다:A more detailed SELEX method is preferably, but not limited to, performed in the following steps:

1) 올리고뉴클레오티드 라이브러리를 적절한 조건 하에서 타겟과 접촉시키는 단계;1) contacting the oligonucleotide library with the target under appropriate conditions;

2) 타겟 분자에 특이적으로 결합한 올리고뉴클레오티드 및 결합하지 못한 올리고뉴클레오티드를 분리하는 단계;2) separating an oligonucleotide specifically bound to a target molecule and an oligonucleotide not binding;

3) 상기 단계 2)에서 분리된 타겟 분자에 결합한 올리고뉴클레오티드로부터 올리고뉴클레오티드만을 분리하는 단계;3) separating only the oligonucleotide from the oligonucleotide bound to the target molecule separated in the step 2);

4) 상기 단계 3)에서 분리된 올리고뉴클레오티드를 증폭시키는 단계; 및4) amplifying the oligonucleotide separated in step 3); And

5) 타겟 분자에 대해 높은 특이성 및 친화성을 갖는 올리고뉴클레오티드를 수득하기 위해 상기 단계 1) 내지 4)의 과정을 반복하는 단계.5) repeating steps 1) to 4) above to obtain oligonucleotides having high specificity and affinity for the target molecule.

상기 단계 5)에 있어서 5 내지 10번의 반복인 것이 바람직하며, 7번의 반복인 것이 더욱 바람직하나 이에 한정되지 않는다.In the step 5), it is preferably 5 to 10 repetitions, more preferably 7 repetitions, but is not limited thereto.

본 발명의 핵산 앱타머는 화학적으로 변형된 형태를 포함할 수 있다. 일반적으로, 화학적 변형을 가지고 있지 않은 야생형 RNA 나 DNA 분자들은 핵산 분해효소에 의한 분해(degradation)에 취약하다. 따라서, 본 발명의 핵산 앱타머는 당업계에 공지된 다양한 핵산 분해효소 저항성을 부여하는 어떠한 형태의 화학적 변형을 도입할 수 있다. 바람직하게는 화학적 변형에는 2’-아미노 피리미딘, 2’-플루오르 피리미딘, 2’-O-메틸 리보오스 퓨린 및 피리미딘 등이 있으며, 백본(backbone)의 포스포디에스테르 결합을 포스포로티오에이트 결합으로 변형하는 방법이 있다. 2’-플루오르나 2’-O-메틸 변형의 경우는 이들 변형된 뉴클레오티드 트리포스페이트를 이용하여 인 비트로 전사를 수행할 수 있는 돌연변이 RNA 중합효소들이 존재함으로 이들을 이용하여 SELEX 과정에서부터 화학적 변형을 도입할 수 있다. 한편, 두 뉴클레오티드의 3’-말단을 3’-3’ 연결시킴으로써 3’-말단을 캡핑(capping)하여 핵산 분해효소에 대한 저항성을 증가시킬 수 있으며, 고분자로서 PEG(polyethyleneglycol)을 부착하여 신장 여과(renal filtration) 속도를 감소시킬 수 있다.The nucleic acid aptamer of the present invention may comprise a chemically modified form. In general, wild-type RNA or DNA molecules that do not have chemical modifications are vulnerable to degradation by nucleic acid degrading enzymes. Thus, the nucleic acid aptamers of the present invention can introduce any form of chemical modification that confer various nuclease resistance known in the art. Preferably, the chemical modification includes 2'-aminopyrimidine, 2'-fluoropyrimidine, 2'-O-methyl ribose purine, and pyrimidine, and the phosphodiester linkage of the backbone is phosphorothioate bond . In the case of 2'-fluoro or 2'-O-methyl modification, mutant RNA polymerases capable of performing in vitro transcription using these modified nucleotide triphosphates are present, and therefore chemical transformations are introduced from the SELEX process . On the other hand, the 3'-end of the two nucleotides is 3'-3 'linked to increase the resistance to the nucleic acid degrading enzyme by capping the 3'-end. By attaching PEG (polyethyleneglycol) the renal filtration rate can be reduced.

본 발명의 핵산 앱타머의 뉴클레오타이드의 길이는 바람직하게는 20 내지 100개이고, 보다 바람직하게는 40 내지 80개이며, 40 내지 50개인 것이 보다 더 바람직하다.
The length of the nucleotide of the nucleic acid aptamer of the present invention is preferably 20 to 100, more preferably 40 to 80, and even more preferably 40 to 50 nucleotides.

또한, 본 발명은 서열번호 6을 포함하고 상피세포부착분자(EpCAM)에 결합하는 상기 핵산 앱타머를 포함하는 EpCAM 검출 키트를 제공한다.The present invention also provides an EpCAM detection kit comprising the nucleic acid aptamer comprising SEQ ID NO: 6 and binding to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM).

상기 EpCAM은 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포에서 발현되는 것이 바람직하다.The EpCAM is preferably expressed in cancer stem cells or embryonic stem cells.

상기 키트는 EpCAM을 검출하기 위해 필요한 필수 요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 키트에 결합된 앱타머를 검출할 수 있는 시약, 예를 들면 표지된 2차 항체, 발색단(chromophores), 효소 및 그의 기질 또는 항체와 결합할 수 있는 다른 물질 등을 포함할 수 있다.The kit may additionally include essential elements necessary for detecting EpCAM. For example, a labeled secondary antibody, chromophores, an enzyme and its substrate or other material capable of binding to an antibody, and the like, capable of detecting an aptamer bound to the kit.

상기 키트는 스트렙타비딘-알칼리 탈인화효소 접합물질(streptavidin-like phosphatease conjugate), 화학형광물질(chemiflurorensce) 및 화학발광물질(chemiluminescent)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
The kit preferably further comprises any one selected from the group consisting of a streptavidin-like phosphatease conjugate, a chemiluminescent substance, and a chemiluminescent substance, Not limited.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 EpCAM 과발현에 의한 효과를 극대화하기 위하여, EpCAM의 발현 정도가 낮은 표적 세포주를 선정하고자 HEK 293, HepG2 및 Hela의 세포주에서 EpCAM의 발현 정도를 비교하였으며 그 결과, HepG2 세포에서 EpCAM의 발현량이 가장 낮음을 확인할 수 있었다(도 1a 참조). In a specific example of the present invention, in order to maximize the effect of EpCAM overexpression, the present inventors compared EpCAM expression levels in HEK 293, HepG2 and Hela cell lines in order to select a target cell line having low expression level of EpCAM, , And the expression level of EpCAM was lowest in HepG2 cells (see FIG. 1A).

또한, cell-to-aptamer 방식으로 표적 단백질 특이적 앱타머를 발굴하는 방법인 Cell-SELEX를 진행하고자 HepG2 세포에서 EpCAM을 과발현시키기 위해 레트로바이러스가 매개하는 감염 시스템(Retroviral expression system)을 사용하였다. 그 결과, EpCAM을 과발현시킨 HepG2 세포(EpCAM-HepG2)와 과발현시키지 않은 HepG2 세포를 비교하였을 때 EpCAM-HepG2 세포가 항-EpCAM 항체와 더 많이 결합하여 높은 형광 값을 나타내었으며 이를 통해 EpCAM이 세포의 표면에서 잘 발현되고 있음을 확인할 수 있었다(도 1b 참조).In addition, a retroviral expression system (Retroviral expression system) was used to overexpress EpCAM in HepG2 cells in order to proceed with Cell-SELEX, a method of locating target protein-specific aptamers in a cell-to-aptamer manner. As a result, when EpCAM-HepG2 cells (EpCAM-HepG2) and HepG2 cells not overexpressed were over-expressed, EpCAM-HepG2 cells showed higher fluorescence by binding to anti-EpCAM antibody, Lt; / RTI > (FIG. 1B).

또한, 본 발명자들은 앱타머 라이브러리를 제작하기 위해 플루오레세인이소티시안산염(fluorescein isothiocyanate; FITC)으로 표지한 단일가닥의 DNA(single-stranded DNA; ssDNA) 라이브러리를 Integrated DNA Technologies, Inc.(Coralville, IA, USA)를 통해서 합성하였으며 상기 라이브러리는 40개의 무작위로 구성된 뉴클레오티드(N40) 및 서열번호 1 및 2로 기재되는 양 측면의 19개의 뉴클레오티드로 구성된 프라이머 혼성화 사이트를 포함하고 있다(표 1 참조). In addition, the present inventors used a single-stranded DNA (ssDNA) library labeled with fluorescein isothiocyanate (FITC) to construct an aptamer library by using Integrated DNA Technologies, Inc. (Coralville , synthesis was the library through the IA, USA) contains the primer hybridization site, consisting of 19 nucleotides at each side is described as a nucleotide (N 40) and SEQ ID NO: 1 and 2, consisting of 40 randomly (see Table 1 ).

또한, 본 발명자들은 EpCAM에 특이적으로 결합하는 앱타머를 선별하기 위해 무작위로 선별된 40개의 DNA 염기서열을 가진 ssDNA(ssDNA 라이브러리)를 초기 pool로 flow cytometry를 사용한 Cell SELEX 방법(FACE-SELEX)에 사용하였다. 그 결과, SELEX 횟수가 진행됨에 따라 EpCAM-HepG2 세포에 대한 형광 세기가 점차 증가하는 것을 통해 EpCAM-HepG2 세포에 특이적으로 결합하는 앱타머의 비중이 커지는 것을 확인할 수 있었고, 7번째부터 형광 세기가 감소하게 되어 8번째에서는 세포와 ssDNA pool사이의 결합 효율이 감소되는 것을 확인하였다(도 2 참조). 또한, 7번째의 앱타머 pool로부터 얻은 약 200개의 앱타머를 클로닝하고 서열을 분석하였다. In order to select an aptamer specifically binding to EpCAM, the present inventors used ssDNA (ssDNA library) having 40 DNA sequences randomly selected as an initial pool as a cell SELEX method (FACE-SELEX) using flow cytometry, Lt; / RTI > As a result, it was confirmed that the proportion of aptamers specifically binding to EpCAM-HepG2 cells was increased by increasing the fluorescence intensity of EpCAM-HepG2 cells as the number of SELEXs progressed. And the binding efficiency between the cell and the ssDNA pool was decreased at the eighth time (see FIG. 2). In addition, about 200 aptamers obtained from the seventh aptamer pool were cloned and sequenced.

또한, 상기 서열분석이 끝난 200개의 앱타머를 mfold 프로그램(http://mfold.rit.albany.edu)을 이용하여 2차 구조를 예측한 후, 서로 다른 구조를 가진 33개의 앱타머를 선별하였다. 그리고 이들의 EpCAM-HepG2 세포에 대한 결합 친화력을 FACS를 통해 확인하였으며 해리상수값(Kd)을 결정하였다. 그 결과, 상기 선별된 앱타머들 중 서열번호 6으로 기재되는 EP166(5'-AAC AGA GGG ACA AAC GGG GGA AGA TTT GAC GTC GAC GAC A-3')이 EpCAM에 대한 가장 높은 결합 친화력을 보였다(도 3 참조). EP166은 EpCAM-HepG2 세포에서는 결합하였지만 음성대조군인 HepG2 세포에서는 결합하지 않았다(도 4a 및 4b 참조). 또한, 기존에 이미 알려진 EpCAM에 특이적인 앱타머인 SYL3C와 본 발명의 EP166를 비교한 결과, EpCAM-HepG2 세포에서 SYL3C보다 더 높은 친화력을 나타내는 것을 확인하였다(도 4d 확인). 또한, mfold 프로그램을 이용한 EP166의 2차 구조 예측 데이터를 분석한 결과, 두 개의 헤어핀 구조 매우 가까운 거리에 위치하고 있는 것을 확인하였으며(도 5a 참조), EP166 앱타머는 5.48 ± 0.84 mM의 해리상수값을 가지는 것을 확인하였다(도 5b 참조). In addition, 200 aptamers subjected to the sequence analysis were predicted by using the mfold program (http://mfold.rit.albany.edu), and 33 aptamers having different structures were selected . Their binding affinity to EpCAM-HepG2 cells was confirmed by FACS and the dissociation constants (K d ) were determined. As a result, EP166 (5'-AAC AGA GGG ACA AAC GGG GGA AGA TTT GAC GTC GAC GAC A-3 ') of SEQ ID NO: 6 among the above selected aptamers showed the highest binding affinity to EpCAM 3). EP166 bound in EpCAM-HepG2 cells but not in negative control HepG2 cells (see Figures 4a and 4b). Also, SYL3C, which is a known apcam-specific aptamer, and EP166 of the present invention were compared with each other. As a result, EpCAM-HepG2 cells showed higher affinity than SYL3C (Fig. The EP166 aptamer was found to have a dissociation constant of 5.48 + 0.84 mM (Fig. 5A). The EP166 aptamer had a dissociation constant of 5.48 + 0.84 mM (See FIG. 5B).

따라서, 본 발명은 FACS cell-SELEX 기술을 이용하여 화학적으로 합성된 ssDNA 라이브러리로부터 EpCAM에 높은 친화도를 나타내는 DNA 앱타머를 선별하였으며, 상기 DNA 앱타머의 서열 및 구조를 확립하였고, 이는 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포의 마커로써 사용될 수 있으며 줄기세포 또는 암 연구 및 진단에 응용할 수 있다.
Accordingly, the present invention selected a DNA aptamer exhibiting high affinity to EpCAM from a chemically synthesized ssDNA library using FACS cell-SELEX technology and established the sequence and structure of the DNA aptamer, Or as a marker for embryonic stem cells, and can be applied to stem cell or cancer research and diagnosis.

또한, 본 발명은In addition,

1) 서열번호 6을 포함하고 상피세포부착분자(EpCAM)에 결합하는 상기 핵산 앱타머를 생물학적 시료에 접촉하는 단계; 및1) contacting the nucleic acid aptamer comprising SEQ ID NO: 6 and binding to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) to a biological sample; And

2) 상기 단계 1)에서 상기 핵산 앱타머와 생물학적 시료의 결합 여부를 확인하는 단계를 포함하는 줄기세포 검출 방법을 제공한다.2) confirming whether or not the nucleic acid aptamer binds to the biological sample in the step 1).

또한, 본 발명은 서열번호 6을 포함하고 상피세포부착분자(EpCAM)에 결합하는 상기 핵산 앱타머를 포함하는 줄기세포 검출 키트를 제공한다.The present invention also provides a stem cell detection kit comprising the nucleic acid aptamer comprising SEQ ID NO: 6 and binding to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM).

상기 EpCAM은 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포에서 발현되는 것이 바람직하다.The EpCAM is preferably expressed in cancer stem cells or embryonic stem cells.

상기 핵산 앱타머의 뉴클레오타이드의 길이는 바람직하게는 20 내지 100개이고, 보다 바람직하게는 40 내지 80개이며, 40 내지 50개인 것이 보다 더 바람직하다. The nucleotide length of the nucleic acid aptamer is preferably 20 to 100, more preferably 40 to 80, and even more preferably 40 to 50 nucleotides.

상기 줄기세포는 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포인 것이 바람직하다.The stem cells are preferably cancer stem cells or embryonic stem cells.

본 발명에서 용어 “생물학적 시료”는 인체나 포유동물로부터 얻어지는 모든 시료, 예컨대, 조직, 세포, 혈액, 혈청, 혈장, 림프, 골수액, 타액, 우유, 소변, 분변, 안구액, 정액, 뇌 추출물, 척수액, 관절액, 흉선액, 복수, 양막액 및 세포 조직액을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.The term " biological sample " in the present invention refers to all samples obtained from human or mammals such as tissues, cells, blood, serum, plasma, lymph, bone marrow, saliva, milk, urine, feces, , Spinal fluid, joint fluid, thymus fluid, ascites, amniotic fluid and cell tissue fluids.

상기 결합 여부 확인은 앱타머와 생물학적 시료의 결합 여부를 확인할 수 있는 한 당업계에 알려진 어떠한 방법을 이용할 수 있고, 본 발명의 실시예에 의하면 FACS(Fluorescence-Activated Cell Sorter) 또는 공초점 현미경(confocal microscopic)으로 확인하는 것이 더욱 바람직하다.The binding confirmation can be performed by any method known in the art as long as the binding of the aptamer to the biological sample can be confirmed. According to the embodiment of the present invention, a fluorescence-activated cell sorter (FACS) microscopic.

상기 줄기세포 검출은 상피세포부착분자(EpCAM)의 발현 확인에 의한 것이 바람직하다.
The stem cell detection is preferably performed by confirming the expression of epithelial cell adhesion molecule (EpCAM).

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 선별된 앱타머 EP166이 배아줄기세포 마커로 사용될 수 있는지 확인하기 위해 마우스 배아 줄기 세포주인 J1ES를 사용하였으며, 본 발명의 앱타머 EP166이 특이적으로 결합하는지 확인하였다. 그 결과, EP166은 미분화된 J1ES 세포에 결합하였으나, 배아체로 분화된 J1ES 세포에는 결합하지 않는 것을 확인하였다(도 6 참조). 이러한 결과로 EpCMA에 대한 앱타머인 EP166이 배아 줄기 세포에 대한 특이적인 마커로 사용될 수 있음을 확인하였다.In a specific embodiment of the present invention, we used a mouse embryonic stem cell line, J1ES, to determine if the selected aptamer EP166 could be used as an embryonic stem cell marker and found that the aptamer EP166 of the invention specifically binds Respectively. As a result, it was confirmed that EP166 bound to undifferentiated J1ES cells but not to J1ES cells differentiated into embryoid bodies (see FIG. 6). As a result, it was confirmed that EP166, which is an aptamer for EpCMA, could be used as a specific marker for embryonic stem cells.

따라서, 본 발명은 FACS cell-SELEX 기술을 이용하여 화학적으로 합성된 ssDNA 라이브러리로부터 EpCAM에 높은 친화도를 나타내는 DNA 앱타머를 선별하였으며, 상기 DNA 앱타머의 서열 및 구조를 확립하였고, 이는 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포의 마커로써 사용될 수 있으며 줄기세포 또는 암 연구 및 진단에 응용할 수 있다.
Accordingly, the present invention selected a DNA aptamer exhibiting high affinity to EpCAM from a chemically synthesized ssDNA library using FACS cell-SELEX technology and established the sequence and structure of the DNA aptamer, Or as a marker for embryonic stem cells, and can be applied to stem cell or cancer research and diagnosis.

또한, 본 발명은In addition,

1) 서열번호 6을 포함하고 상피세포부착분자(EpCAM)에 결합하는 상기 핵산 앱타머를 생물학적 시료에 접촉하는 단계; 및1) contacting the nucleic acid aptamer comprising SEQ ID NO: 6 and binding to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) to a biological sample; And

2) 상기 단계 1)에서 상기 핵산 앱타머와 생물학적 시료의 결합 여부를 확인하는 단계를 포함하는 암 진단의 정보를 제공하기 위한 상피세포부착분자(EpCAM) 발현 여부 확인 방법을 제공한다.2) a step of confirming whether or not the nucleic acid aptamer is bound to the biological sample in the step 1), and a method for confirming whether the epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) is expressed to provide cancer diagnosis information.

또한, 본 발명은 서열번호 6을 포함하고 상피세포부착분자(EpCAM)에 결합하는 상기 핵산 앱타머를 포함하는 암 진단 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a cancer diagnostic kit comprising the nucleic acid aptamer comprising SEQ ID NO: 6 and binding to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM).

상기 EpCAM은 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포에서 발현되는 것이 바람직하다.The EpCAM is preferably expressed in cancer stem cells or embryonic stem cells.

상기 핵산 앱타머의 뉴클레오타이드의 길이는 바람직하게는 20 내지 100개이고, 보다 바람직하게는 40 내지 80개이며, 40 내지 50개인 것이 보다 더 바람직하다. The nucleotide length of the nucleic acid aptamer is preferably 20 to 100, more preferably 40 to 80, and even more preferably 40 to 50 nucleotides.

상기 암은 간암, 전립선암, 유방암, 대장암, 폐암, 담낭암, 췌장암 및 위암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
The cancer is preferably selected from the group consisting of liver cancer, prostate cancer, breast cancer, colon cancer, lung cancer, gallbladder cancer, pancreatic cancer and stomach cancer, but is not limited thereto.

따라서, 본 발명은 FACS cell-SELEX 기술을 이용하여 화학적으로 합성된 ssDNA 라이브러리로부터 EpCAM에 높은 친화도를 나타내는 DNA 앱타머를 선별하였으며, 상기 DNA 앱타머의 서열 및 구조를 확립하였고, 이는 암 줄기세포 또는 배아 줄기세포의 마커로써 사용될 수 있으며 줄기세포 또는 암 연구 및 진단에 응용할 수 있다.
Accordingly, the present invention selected a DNA aptamer exhibiting high affinity to EpCAM from a chemically synthesized ssDNA library using FACS cell-SELEX technology and established the sequence and structure of the DNA aptamer, Or as a marker for embryonic stem cells, and can be applied to stem cell or cancer research and diagnosis.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples are illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

<< 실시예Example 1>  1> EpCAMEpCAM (( epithelialepithelial cellcell adhesionadhesion moleculemolecule ) 과발현 세포의 제작) Production of overexpressed cells

<1-1> 표적 세포의 선별<1-1> Selection of target cells

EpCAM 과발현에 의한 효과를 극대화하기 위하여, EpCAM의 발현 정도가 낮은 표적 세포주를 선정하고자 하였으며, HEK 293, HepG2 및 Hela의 세포주에서 EpCAM의 발현 정도를 비교하기 위해, 항-EpCAM 항체를 이용하여 상기 세포들의 웨스턴블랏 실험을 수행하였다. In order to maximize the effect of EpCAM overexpression, a target cell line with low expression level of EpCAM was selected. In order to compare the expression level of EpCAM in HEK 293, HepG2 and Hela cell lines, anti-EpCAM antibody Were subjected to Western blotting experiments.

구체적으로, 상기 세포주들은 ATCC(American Type Cuture Collection)에서 구입하였다. 각각의 세포주로부터 단백질을 추출하여 정량한 후 동일량의 단백질을 SDS-PAGE를 이용하여 분자량에 따른 단백질을 분리하였고, EpCAM 항체를 이용하여 각 세포주에서 발현하는 EpCAM의 발현량을 웨스턴 블랏을 이용하여 최종 확인하였다. Specifically, the cell lines were purchased from American Type Cuticle Collection (ATCC). Proteins were extracted from each cell line and quantitated. The same amounts of proteins were separated by molecular weight using SDS-PAGE, and the amount of EpCAM expressed in each cell line was measured using Western blot using EpCAM antibody And finally confirmed.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이 HepG2 세포에서 EpCAM의 발현량이 가장 낮음을 확인할 수 있었다(도 1a). 따라서 HepG2 세포를 EpCAM를 과발현시킬 표적 세포로 정하였다.
As a result, it was confirmed that the expression amount of EpCAM was the lowest in HepG2 cells as shown in Fig. 1 (Fig. 1A). Thus, HepG2 cells were designated as target cells to overexpress EpCAM.

<1-2> 레트로바이러스 발현 시스템을 이용한 <1-2> Using Retroviral Expression System EpCAMEpCAM 의 과발현 확인Overexpression of

세포 표면에 존재하는 단백질과 결합하는 cell-to-aptamer 방식으로 표적 단백질 특이적 앱타머를 발굴하는 방법인 Cell-SELEX를 진행하기 위해서는 표적 단백질인 EpCAM이 세포의 표면에서 과발현되는 것이 중요하기 때문에, HepG2 세포에서 EpCAM을 과발현시키기 위해 레트로바이러스가 매개하는 감염 시스템(Retroviral expression system)을 사용하였다. Since it is important that the target protein, EpCAM, is overexpressed on the surface of the cell in order to proceed with Cell-SELEX, which is a method of discovering a target protein-specific aptamer by a cell-to-aptamer method that binds to a protein existing on the cell surface, A retroviral expression system (Retroviral expression system) was used to overexpress EpCAM in HepG2 cells.

구체적으로, EpCAM을 암호화하는 유전자를 pRetroX-IRED-Ds red 벡터(Clontech) 멀티 클로닝 사이트에 삽입시켰으며, FLAG 태그를 EpCAM 유전자 C-말단에 삽입하였다. EpCAM 과발현 안정화 세포주를 제작하기 위하여, GP2-293 세포를 100 mm 배양 접시에 70% 정도 비율로 분주하였으며, 효율적인 유전자 도입을 위해, 항생제가 없고 10% FBS를 포함하는 DMEM(Gibco)배지를 사용하였다. 세포를 분주하고 24시간 뒤에 Lipofectamine 2000TM(Invitrogen), pIRES/DsRed/EpCAM vector, pVSV-G(Clontech,envelopevector)를 60 ㎕:12 ㎍:12 ㎍의 비율로 3 ml opti-MEM(Gibco)과 함께 넣어주고 5시간 후 10% FBS가 들어있는 DMEM으로 배양액을 갈아주었다. 48시간 후 상기 바이러스가 포함된 배지(viral soup)를 15 ml tube로 옮긴 뒤 3,000 rpm에서 15분간 원심분리하였고 분리한 viral soup은 상층액을 0.45 ㎛ 필터로 거른 후 바로 사용하거나 -80℃에서 보관하여 사용하였다. 세포에 레트로바이러스를 감염시키기 위하여 100 mm 배양 접시에 50%의 비율로 HepG2 세포를 분주한 뒤 24시간 후에 상기 viral soup과 배양액을 1:1 비율로 섞고, 8 ㎍/ml 농도로 polybrene을 넣어주었다. 감염 12시간 후 10% FBS가 든 배양액으로 교체하고 48시간 후 FACSA(FACSAria cell sorter, BD Bioscience)를 이용하여 감염된 세포만 분리하여 계대하였다. EpCAM이 과발현된 세포는 항-EpCAM 항체를 이용하여 웨스턴 블랏으로 분석하였다.Specifically, the gene encoding EpCAM was inserted into the pRetroX-IRED-Ds red vector (Clontech) multicloning site, and the FLAG tag was inserted at the C-terminus of the EpCAM gene. For the preparation of EpCAM over-stabilized cell line, GP2-293 cells were dispensed in a 100 mM culture dish at a ratio of about 70%, and DMEM (Gibco) medium without antibiotics and containing 10% FBS was used for efficient gene transfer . (Gibco) at a ratio of 60 μl: 12 μg: 12 μg / ml in a volume of 12 μg / ml, followed by pipetting of the cells for 24 hours with Lipofectamine 2000 (Invitrogen), pIRES / DsRed / EpCAM vector and pVSV- After 5 hours, the culture medium was changed to DMEM containing 10% FBS. After 48 hours, the virus-containing viral soup was transferred to a 15 ml tube and centrifuged at 3,000 rpm for 15 minutes. The viral soup was separated from the supernatant by filtration through a 0.45 ㎛ filter and stored at -80 ° C Respectively. In order to infect cells with retrovirus, HepG2 cells were dispensed at a ratio of 50% in a 100 mm culture dish. After 24 hours, the viral soup and the culture solution were mixed at a ratio of 1: 1 and polybrene was added at a concentration of 8 ㎍ / ml . After 12 hours of infection, the cells were replaced with culture medium containing 10% FBS. After 48 hours, only infected cells were separated using FACSA (FACSAria cell sorter, BD Bioscience). Cells overexpressing EpCAM were analyzed by Western blot using anti-EpCAM antibody.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이 EpCAM을 과발현시킨 HepG2 세포(EpCAM-HepG2)와 과발현시키지 않은 HepG2 세포를 비교하였을 때 EpCAM-HepG2 세포가 항-EpCAM 항체와 더 많이 결합하여 높은 형광 값을 나타내었으며 이를 통해 EpCAM이 세포의 표면에서 과발현되고 있음을 확인할 수 있었다(도 1).
As a result, as shown in Fig. 1, when HepC2 cells (EpCAM-HepG2) overexpressing EpCAM were compared with HepG2 cells not overexpressed, EpCAM-HepG2 cells were more likely to bind to anti-EpCAM antibody and showed high fluorescence As a result, it was confirmed that EpCAM was over-expressed on the surface of cells (Fig. 1).

<< 실시예Example 2>  2> 앱타머Aptamer (( aptameraptamer ) 라이브러리의 제작Creating the Library

앱타머 라이브러리를 제작하기 위해 플루오레세인이소티시안산염(fluorescein isothiocyanate; FITC)으로 표지한 단일가닥의 DNA(single-stranded DNA; ssDNA) 라이브러리를 Integrated DNA Technologies, Inc.(Coralville, IA, USA)를 통해서 합성하였다. 상기 라이브러리는 40개의 무작위로 구성된 뉴클레오티드(N40), 및 상기 뉴클레오티드의 N 말단 및 C 말단에 각각 서열번호 1 및 2로 기재되는 19개의 뉴클레오티드로 구성된 프라이머 혼성화 사이트를 포함하고 있다. FITC가 표지된 5'-FITC 프라이머(서열번호 3)와 3'-프라이머(서열번호 5)가 PCR에 사용되었고, 서열은 동일하나 FITC가 표지되지 않은 다른 5'-프라이머(서열번호 4)는 선별된 DNA pool을 클로닝하는데 사용되었다(표 1). A single-stranded DNA (ssDNA) library labeled with fluorescein isothiocyanate (FITC) was prepared from Integrated DNA Technologies, Inc. (Coralville, IA, USA) . The library contains a nucleotide (N 40), and a primer hybridization site, consisting of 19 nucleotides which are respectively listed in SEQ ID NO: 1 and 2 to the N-terminal and C-terminal of the oligonucleotide consisting of 40 randomly. The 5'-FITC-labeled 5'-FITC primer (SEQ ID NO: 3) and the 3'-primer (SEQ ID NO: 5) were used for PCR and the other 5'-primer Were used to clone selected DNA pools (Table 1).


앱타머 라이브러리 제작을 위한 올리고뉴클레오티드 디자인Design of oligonucleotides for the production of aptamer library
5’-FITC-CGCGGAAGCGTGCTGGGCC-N40-CATAACCCAGAGGTCGAT-3’5'-FITC-CGCGGAAGCGTGCTGGGCC-N 40 -CATAACCCAGAGGTCGAT-3 ' 서열번호 1SEQ ID NO: 1 CGCGGAAGCGTGCTGGGCC (N 말단 프라이머 혼성화 사이트)CGCGGAAGCGTGCTGGGCC (N-terminal primer hybridization site) 서열번호 2SEQ ID NO: 2 CATAACCCAGAGGTCGAT (C 말단 프라이머 혼성화 사이트)CATAACCCAGAGGTCGAT (C-terminal primer hybridization site) 서열번호 3SEQ ID NO: 3 FITC가 표지된 5' 프라이머(27 mer)FITC-labeled 5 'primer (27 mer) 5’-FITC-GGGGAATTCGCGGAAGCGTGCTGGGCC-35'-FITC-GGGGAATTCGCGGAAGCGTGCTGGGCC-3 서열번호 4SEQ ID NO: 4 5' 프라이머(27 mer)5 'primer (27 mer) 5’-GGGGAATTCGCGGAAGCGTGCTGGGCC-35'-GGGGAATTCGCGGAAGCGTGCTGGGCC-3 서열번호 5SEQ ID NO: 5 3' 프라이머(28 mer)3 'primer (28 mer) 5’-GGGGGGATCCATCGACCTCTGGGTTATG-35'-GGGGGGATCCATCGACCTCTGGGTTATG-3

<< 실시예Example 3>  3> FACSFACS (( FluorescenceFluorescence -- ActivatedActivated CellCell SorterSorter )-) - CellCell SELEX( SELEX ( SystematicSystematic Evolution  Evolution ofof LigandsLigands byby EXponentialEXponential enrichmentenrichment )를 이용한 ) EpCAMEpCAM 에 특이적인 Specific to 앱타머의Of app tamer 선별 Selection

EpCAM에 특이적으로 결합하는 앱타머를 선별하기 위해 flow cytometry를 사용한 Cell SELEX 방법(FACE-SELEX)을 적용하였다. 무작위로 선별된 40개의 DNA 염기서열을 가진 ssDNA(ssDNA 라이브러리)를 초기 pool로써 사용되었다. Cell SELEX method (FACE-SELEX) using flow cytometry was applied to screen for aptamers specifically binding to EpCAM. SsDNA (ssDNA library) with 40 randomly selected DNA sequences was used as the initial pool.

구체적으로, SELEX를 위해 상기 실시예 <1-2>에서 제작한 EpCAM 과발현 HepG2 세포(EpCAM-HepG2)를 배양하여 PBS로 한번 세척 후 세포의 막 단백질을 훼손하지 않기 위해 2% EDTA(ethylene diamine tetra acetic acid)를 사용하여 세포를 배양 접시에서 떼어 준 뒤 반응용액(4.5 g/L glucose, 5 mM MgCl2 및 10% FBS in Dulbecco’s PBS [Sigma]) 100 ul에 1×106개의 세포가 포함되도록 풀어주었다. FITC가 표지된 ssDNA 라이브러리(10 nmol, 최초 DNA pool 사이즈 1016)를 20 ml 증류수에 녹인 후 95℃에서 5분간 변성시킨 후 2차 구조형성을 위해 얼음에서 10분 동안 냉각시켰다. 이 과정 동안 비특이적인 결합을 막기 위해 반응용액에 녹인 salmon sperm DNA(0.1 mg/ml; Sigma, St.Louis, MO, USA)를 EpCAM-HepG2 세포(1×106)와 반응시켰다. 그 후 세포를 10 nmol의 ssDNA 라이브러리 및 bovine serum albumin(1 mg/ml)과 37℃에서 30분 동안 반응시킨 다음 원심분리 후, 상등액을 제거하고 세포를 300 ul의 반응용액로 5번 세척하였다. FITC가 표지된 ssDNA와 결합한 세포는 FACSAria로 분류한 후 95℃에서 5분간 가열하여 세포에 결합한 ssDNA를 분리하였다. 분리된 ssDNA들은 페놀-클로로포름(Sigma)추출, Sephadex G-25 column(Sigma) 그리고 에탄올 침전법을 통해 정제하였다. 정제한 ssDNA는 FITC가 표지된 프라이머(서열번호 3 및 서열번호 5)를 이용하여 PCR로 증폭하였다. Specifically, for the SELEX, EpCAM-overexpressed HepG2 cells (EpCAM-HepG2) prepared in the above Example <1-2> were cultured and washed once with PBS. To prevent cell membrane proteins from being damaged, 2% EDTA (ethylene diamine tetra After the cells were removed from the culture dish, 100 μl of the reaction solution (4.5 g / L glucose, 5 mM MgCl 2 and 10% FBS in Dulbecco's PBS [Sigma]) was added to 1 × 10 6 cells Released. FITC-labeled ssDNA library (10 nmol, initial DNA pool size 10 16 ) was dissolved in 20 ml of distilled water, denatured at 95 ° C for 5 minutes, and then cooled on ice for 10 minutes to form secondary structure. During this process, salmon sperm DNA (0.1 mg / ml; Sigma, St. Louis, MO, USA) dissolved in the reaction solution was reacted with EpCAM-HepG2 cells (1 × 10 6 ) to prevent nonspecific binding. The cells were then incubated with 10 nmol ssDNA library and bovine serum albumin (1 mg / ml) for 30 minutes at 37 ° C. After centrifugation, the supernatant was removed and the cells were washed 5 times with 300 μl of the reaction solution. Cells bound with FITC - labeled ssDNA were classified as FACSAria and heated at 95 ° C for 5 minutes to isolate ssDNA bound to the cells. The separated ssDNAs were purified by phenol-chloroform (Sigma) extraction, Sephadex G-25 column (Sigma) and ethanol precipitation method. The purified ssDNA was amplified by PCR using FITC-labeled primers (SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5).

앱타머 선별을 위해 총 8번의 SELEX를 시행하였으며, EpCAM 이외 HepG2 세포에서 다른 단백질을 인식하는 앱타머를 제거하기 위해 EpCAM이 과발현되지 않은 HepG2 세포에서 4, 6, 7 및 8번째에 걸쳐 4회 negative 선별을 진행하였다. 7번째 ssDNA pool은 TA cloning kit를 사용하여 DH5α에 클로닝 후 서열을 분석하였다(Enzynimics). 총 200개의 앱타머의 서열을 분석하였으며 이 중 33개의 앱타머를 선별하였고, 합성한 후 분석하였다.A total of 8 SELEXs were performed for screening the aptamer. To remove the aptamer that recognizes other proteins in HepG2 cells other than EpCAM, HepC2 cells that did not overexpress EpCAM were subjected to 4 negative, 4th, 6th, Screening. The 7th ssDNA pool was cloned into DH5α using TA cloning kit and sequenced (Enzynimics). A total of 200 aptamers were analyzed and 33 aptamers were selected and synthesized.

그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이 SELEX 횟수가 진행됨에 따라 EpCAM-HepG2 세포에 대한 형광 세기가 점차 증가하는 것을 통해 EpCAM-HepG2 세포에 특이적으로 결합하는 앱타머의 비중이 커지는 것을 확인할 수 있었다(도 2a). 하지만 7번째부터 형광 세기가 감소하게 되어 8번째에서는 세포와 ssDNA pool사이의 결합 효율이 감소되는 것을 확인하였다. 반면에 음성대조군의 경우 어떠한 신호도 관찰되지 않았다(도 2b). As a result, as shown in FIG. 2, it was confirmed that the proportion of aptamers specifically binding to EpCAM-HepG2 cells was increased by increasing the fluorescence intensity of EpCAM-HepG2 cells as the number of SELEXs increased 2a). However, since the intensity of fluorescence decreased from 7th, the binding efficiency between cell and ssDNA pool decreased in 8th. Whereas no signal was observed in the negative control group (Fig. 2B).

또한, 7번째의 앱타머 pool로부터 얻은 약 200개의 앱타머를 클로닝하고 서열을 분석하였다. 그러나, 상기 200개의 앱타머로부터 공통되는 서열을 얻을 수 없었다.
In addition, about 200 aptamers obtained from the seventh aptamer pool were cloned and sequenced. However, a sequence common to the 200 aptamers could not be obtained.

<< 실시예Example 4>  4> EpCAMEpCAM 에 특이적이 Specific to 앱타머의Of app tamer 결합 분석 및  Combination analysis and 해리상수값Dissociation constant value (( KK dd ) 결정) decision

상기 서열분석이 끝난 200개의 앱타머를 mfold 프로그램(http://mfold.rit.albany.edu)을 이용하여 2차 구조를 예측한 후, 서로 다른 구조를 가진 33개의 앱타머를 선별하였다. 그리고 이들의 EpCAM-HepG2 세포에 대한 결합 친화력을 FACS를 통해 확인하였으며 해리상수값(Kd)을 결정하였다. After sequential analysis, 200 aptamers were predicted using a mfold program (http://mfold.rit.albany.edu) and 33 aptamers having different structures were selected. Their binding affinity to EpCAM-HepG2 cells was confirmed by FACS and the dissociation constants (K d ) were determined.

구체적으로, mfold 프로그램(TheRNA Institute)을 통해 앱타머 서열에 대해 예상된 구조들 중 열역학적으로 가장 안정한 구조들로 선택하였으며, 각각의 앱타머는 EpCAM이 과발현된 세포(EpCAM-HepG2)와 과발현되지 않은 세포(HepG2)와 함께 반응시킨 뒤 앱타머와 결합한 세포의 형광 수치의 평균값(MFI, mean fluoresence intensity)을 FACS로 측정하였다. 측정한 MFI값은 Y=BmaxX/(Kd+X) 방정식(Sigma Plot)을 통해 앱타머와 세포간 상호작용의 해리상수(equilibrium dissiciation constant, Kd)를 계산하는데 사용되었다.Specifically, the most thermodynamically stable structures among the anticipated structures for the aptamer sequence were selected through the mfold program (The RNA Institute), and each aptamer was selected from EpCAM-overexpressed cells (EpCAM-HepG2) (HepG2), and the mean fluorescence intensity (MFI) of the cells bound to the aptamer was measured by FACS. The measured MFI values were used to calculate the equilibrium dissociation constant (K d ) of the aptamer and intercellular interaction via the equation Y = BmaxX / (Kd + X) (Sigma Plot).

또한, FACS 및 공초점 현미경을 이용하여 앱타머 결합 분석을 하였다. SELEX가 진행되는 동안 앱타머 pool의 수율(enrichment)을 평가하기 위해서 각 선별 단계의 100 pmol ssDNA pool과 EpCAM-HepG2 세포 및 HepG2 세포 각각 1×106를 상기 <실시예 3>에서 제조한 300 ㎕의 반응용액에서 37℃에서 15분간 반응시켰다. EP166의 경우, 10μM의 앱타머를 200 ㎕의 반응용액에서 5×105개의 세포와 함께 37℃에서 15분간 반응시켰다. 반응 후 300 ㎕의 반응용액으로 5번 세척해 주었다. 세포 펠렛(pellet)은 20 ㎕의 반응용액에 재현탁하여 10 ㎕ 만큼을 분주할 슬라이드 글라스에 떨어뜨린 후 LSM 510 META confocal microscope(CalZeiss)에서 FITC 형광을 측정했다. 남은 10 ㎕ 세포는 500 ㎕의 반응용액에 재현탁한 후 FACS calibur flow cytometer(BD Bioscience)로 형광을 측정하였다.In addition, aptamer binding analysis was performed using FACS and a confocal microscope. To evaluate the enrichment of the aptamer pool during SELEX, 1 × 10 6 of each of the 100 pmol ssDNA pool, EpCAM-HepG2 cells and HepG2 cells of each screening step was added to 300 μl of the <Example 3> At 37 &lt; [deg.] &Gt; C for 15 minutes. For EP166, 10 μM aptamer was reacted with 5 × 10 5 cells in 200 μl of the reaction solution at 37 ° C for 15 minutes. After the reaction, the reaction solution was washed five times with 300 μl of the reaction solution. The cell pellet was resuspended in 20 μl of the reaction solution, and 10 μl of the cell pellet was dropped on a slide glass to be measured. Then, FITC fluorescence was measured on a LSM 510 META confocal microscope (CalZeiss). The remaining 10 [mu] l cells were resuspended in 500 [mu] l of the reaction solution and fluorescence was measured with a FACS calibur flow cytometer (BD Bioscience).

그 결과, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 선별된 앱타머들 중 서열번호 6으로 기재되는 EP166(5'-AAC AGA GGG ACA AAC GGG GGA AGA TTT GAC GTC GAC GAC A-3')이 EpCAM에 대한 가장 높은 결합 친화력을 보였다(도 3). EP166은 EpCAM-HepG2 세포에서는 결합하였지만 음성대조군인 HepG2 세포에서는 결합하지 않았다(도 4a 및 4b).As a result, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, EP166 (5'-AAC AGA GGG ACA AAC GGG GGA AGA TTT GAC GTC GAC GAC A-3 ') of SEQ ID NO: (Fig. 3). &Lt; tb &gt; &lt; TABLE &gt; EP166 bound in EpCAM-HepG2 cells but not in negative control HepG2 cells (Figures 4a and 4b).

기존에 이미 알려진 EpCAM에 특이적인 앱타머인 SYL3C는 nanomolar Kd 값을 가지고 유방암세포주인 MDA-MB-231 및 위장세포주인 KaToⅢ에서 높은 친화력을 나타내었다(Song et al., 2013). 이에, 본 발명의 EP166과 SYL3C 앱타머의 EpCAM-HepG2 세포에 대한 친화력을 비교한 결과, EP166이 SYL3C보다 더 높은 친화력을 나타내는 것을 확인하였다(도 4d). Previously known EpCAM-specific aptamers, SYL3C, had a high affinity for the breast cancer cell line MDA-MB-231 and the gastrointestinal cell line KaToIII with nanomolar K d values (Song et al., 2013). Thus, EP166 and SYL3C aptamer showed affinity for EpCAM-HepG2 cells, indicating that EP166 exhibited higher affinity than SYL3C (Fig. 4D).

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이 mfold 프로그램을 이용한 EP166의 2차 구조 예측 데이터를 분석한 결과, 두 개의 헤어핀 구조가 매우 가까운 거리에 위치하고 있는 것을 확인하였다(도 5a). 이 두 개의 헤어핀 구조는 EpCAM에 결합하는 중요한 역할을 하는 것으로 예상되나, 이를 증명하기 위해서는 추가적인 실험이 필요하다. 또한, EP166 앱타머는 5.48 ± 0.84 mM의 해리상수값을 가지는 것을 확인하였다(도 5b). EP166 앱타머가 EpCAM-HepG2 세포에서 높은 결합 친화력을 가지는 반면에, HepG2 세포와의 결합이 매우 약한 것은 정상 HepG2 세포에서 EpCAM의 발현이 낮기 때문이고, 따라서 EP166 앱타머가 EpCAM에 특이적으로 결합함을 알 수 있다.
Also, as shown in FIG. 5, analysis of the second-order structure prediction data of EP166 using the mfold program revealed that two hairpin structures were located at a very short distance (FIG. 5A). These two hairpin structures are expected to play an important role in binding EpCAM, but additional testing is required to demonstrate this. In addition, it was confirmed that EP166 aptamer had a dissociation constant value of 5.48 + 0.84 mM (Fig. 5B). EP166 aptamer has a high binding affinity in EpCAM-HepG2 cells, whereas the very weak binding to HepG2 cells is due to the low expression of EpCAM in normal HepG2 cells, and therefore EP166 aptamer specifically binds to EpCAM .

<< 실시예Example 5> 마우스 배아 줄기 세포  5> Mouse Embryonic Stem Cells J1ESJ1ES 에 대한 For EP166EP166 앱타머의Of app tamer 결합 확인 Confirm binding

다양한 세포 표면 마커 및 유전자 분자 마커가 미분화된 배아 줄기 세포의 표지자로 알려져 왔다(Zhao et al.,2012). 또한 EpCAM은 인간 배아 줄기 세포, 마우스 배아 줄기 세포, 배아 암종 세포 및 간세포 암 마커로 사용되고 있다. 이에, 선별된 앱타머 EP166이 배아줄기세포 마커로 사용될 수 있는지 확인하기 위하여 마우스 배아 줄기 세포주인 J1ES를 사용하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.Various cell surface markers and gene molecule markers have been identified as markers of undifferentiated embryonic stem cells (Zhao et al., 2012). EpCAM is also used as a marker of human embryonic stem cells, mouse embryonic stem cells, embryonic carcinoma cells and hepatocellular carcinoma. In order to confirm whether the selected aptamer EP166 can be used as an embryonic stem cell marker, the following experiment was carried out using mouse embryonic stem cell line J1ES.

구체적으로, 마우스 배아줄기세포주인 129s4/Jae에서 유래한 J1ES(American Type Culture Collection; ATCC)는 ESC 배지[15% ES145 tested fetal bovine serum(FBS)(PAA, Colbe, Germany), 1% penicillin-streptomycin(Invitrogen), 2 mM of L-glutamine(Invitrogen), 1% non-essential amino acids(NEAA, Invitrogen), 0.1 mM of β-mercaptoethanol(Invitrogen), 및 1 × 103 U/mL of leukemia inhibitory factors(LIF)(Millipore, Billerica, MA)가 포함된 high-glucose Dulbecco’s modified Eagle’s Medium(DMEM)(Invitrogen, Carlsbad, CA)]을 사용하여 37℃의 5% CO2의 습한 조건하에서 감마선이 조사된 마우스 배아 섬유아세포(mouse embryonic fibroblasts; MEFs)로 지속적으로 유지되었다. Specifically, J1ES (American Type Culture Collection; ATCC) derived from mouse embryonic stem cell line 129s4 / Jae was cultured in ESC medium [15% ES145 tested fetal bovine serum (FBS) (PAA, Colbe, Germany), 1% penicillin-streptomycin (Invitrogen), 2 mM of L-glutamine (Invitrogen), 1% non-essential amino acids (NEAA, Invitrogen), 0.1 mM of β-mercaptoethanol (Invitrogen), and 1 × 10 3 U / mL of leukemia inhibitory factors (Dulbecco's modified Eagle's Medium (DMEM) (Invitrogen, Carlsbad, Calif.) Containing 5% CO 2 at 37 ° C in a high-glucose Dulbecco's modified Eagle's medium (Millipore, Billerica, And maintained with fibroblasts (mouse embryonic fibroblasts; MEFs).

세포 분화를 위해, 상기 세포들을 LIF(leukemia inhibitory factors; Milipore)를 포함하지 않는 배지에 배양하였으며, 배양체(Embryoid bodies; EBs)는 LIF 없는 ES 배지에서 90 mm의 non-cell-culture-treated 페트리디쉬(SPL Lifesciences, Pocheon, Korea)에 ES 세포 3×106 cells/㎠를 분주하여 발생시켰다. 상기 배지는 이틀 마다 교체해 주었으며(2EB, 4EB, 6EB 및 8EB), 배양체를 형성하는 4일(4EB) 및 6일(6EB) 차에 trans-RA(10 mM; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)를 첨가하였다. 8일 차에, 상기 배양체에 트립신을 처리하여 상기 세포를 1.5×105 cells/㎠의 농도로 폴리-D-라이신-라민(poly-D-lysine-laminin; Sigma-Aldrich)이 코팅된 조직 배양 접시에 분주하여 상기 <실시예 4>와 같은 방법으로 결합 시험 테스트를 하였다. For cell differentiation, the cells were cultured in a medium containing no leukemia inhibitory factors (Milipore), and the embryoid bodies (EBs) were cultured in a LIF-free ES medium supplemented with 90 mM non-cell-culture- (SPL Lifesciences, Pocheon, Korea) with 3 × 10 6 cells / cm 2 of ES cells. The medium was replaced every two days (2EB, 4EB, 6EB and 8EB) and trans-RA (10 mM; Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo.) was added to the 4 day (4EB) ). On day 8, the cultures were treated with trypsin, and the cells were cultured in a tissue culture (poly-D-lysine-laminin (Sigma-Aldrich) coated at a concentration of 1.5 × 10 5 cells / And the test was conducted for binding test in the same manner as in < Example 4 &gt;.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, EP166은 미분화된 J1ES 세포에 결합하였으나, 배아체로 분화된 J1ES 세포에는 결합하지 않는 것을 확인하였다(도 6). 이러한 결과로 EpCMA에 대한 앱타머인 EP166이 배아 줄기 세포에 대한 특이적인 마커로 사용될 수 있음을 확인하였다.
As a result, as shown in Fig. 6, it was confirmed that EP166 bound to undifferentiated J1ES cells but not to J1ES cells differentiated into embryoid bodies (Fig. 6). As a result, it was confirmed that EP166, which is an aptamer for EpCMA, could be used as a specific marker for embryonic stem cells.

<110> Korea Research Institute Bioscience and Biotechnology <120> Nucleic acid aptamer specifically binding to EpCAM and their uses <130> 2014P-08-004 <160> 6 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> N-hybrid_primer <400> 1 cgcggaagcg tgctgggcc 19 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> C-hybrid_primer <400> 2 cataacccag aggtcgat 18 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5-FITC-primer <400> 3 ggggaattcg cggaagcgtg ctgggcc 27 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5-primer <400> 4 ggggaattcg cggaagcgtg ctgggcc 27 <210> 5 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 3-primer <400> 5 ggggggatcc atcgacctct gggttatg 28 <210> 6 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EP166 <400> 6 aacagaggga caaacggggg aagatttgac gtcgacgaca 40 <110> Korea Research Institute Bioscience and Biotechnology <120> Nucleic acid aptamers specifically bind to EpCAM and their uses <130> 2014P-08-004 <160> 6 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> N-hybrid_primer <400> 1 cgcggaagcg tgctgggcc 19 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> C-hybrid_primer <400> 2 cataacccag aggtcgat 18 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5-FITC-primer <400> 3 ggggaattcg cggaagcgtg ctgggcc 27 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 5-primer <400> 4 ggggaattcg cggaagcgtg ctgggcc 27 <210> 5 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 3-primer <400> 5 ggggggatcc atcgacctct gggttatg 28 <210> 6 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EP166 <400> 6 aacagaggga caaacggggg aagatttgac gtcgacgaca 40

Claims (14)

상피세포부착분자(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)에 특이적으로 결합하고 서열번호 6을 포함하는 핵산 앱타머(aptamer).
A nucleic acid aptamer specifically binding to an epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) and comprising SEQ ID NO: 6.
제 1항에 있어서, 상기 핵산 앱타머는 Cell-SELEX(Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment)의 방법으로 선별되는 것을 특징으로 하는 핵산 앱타머.
The nucleic acid aptamer according to claim 1, wherein the nucleic acid aptamer is selected by the method of Cell-SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment).
제 1항의 핵산 앱타머를 포함하는 상피세포부착분자(EpCAM) 검출 키트.
An epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) detection kit comprising the nucleic acid aptamer of claim 1.
제 3항에 있어서, 상기 상피세포부착분자(EpCAM)는 배아 줄기세포에서 발현하는 것을 특징으로 하는 상피세포부착분자(EpCAM) 검출 키트.
The epitaxial cell adhesion molecule (EpCAM) detection kit according to claim 3, wherein the epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) is expressed in embryonic stem cells.
제 3항에 있어서, 상기 키트는 스트렙타비딘-알칼리 탈인화효소 접합물질(streptavidin-like phosphatease conjugate), 화학형광물질(chemiflurorensce) 및 화학발광물질(chemiluminescent)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 상피세포부착분자(EpCAM) 검출 키트.
The kit according to claim 3, wherein the kit further comprises any one selected from the group consisting of a streptavidin-like phosphatease conjugate, a chemiluminescent substance, and a chemiluminescent substance, (EpCAM) detection kit.
1) 제 1항의 핵산 앱타머를 생물학적 시료에 접촉하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 제 1항의 핵산 앱타머와 생물학적 시료의 결합 여부를 확인하는 단계를 포함하는 줄기세포 검출 방법.
1) contacting the nucleic acid aptamer of claim 1 with a biological sample; And
2) In the step 1), it is confirmed whether the nucleic acid aptamer of claim 1 is bound to the biological sample.
제 6항에 있어서, 상기 줄기세포는 배아 줄기세포인 것을 특징으로 하는 줄기세포 검출 방법.
[Claim 7] The method according to claim 6, wherein the stem cells are embryonic stem cells.
제 6항에 있어서, 상기 결합 여부 확인은 FACS(Fluorescence-Activated Cell Sorter) 또는 공초점 현미경(confocal microscopic)으로 확인하는 것을 특징으로 하는 줄기세포 검출 방법.
[Claim 7] The method according to claim 6, wherein the binding is confirmed by a fluorescence-activated cell sorter (FACS) or a confocal microscopic.
제 6항에 있어서, 상기 줄기세포 검출은 상피세포부착분자(EpCAM)의 발현 확인에 의한 것을 특징으로 하는 줄기세포 검출 방법.
[Claim 7] The method according to claim 6, wherein the stem cell detection is by confirming the expression of epithelial cell adhesion molecule (EpCAM).
제 1항의 핵산 앱타머를 포함하는 줄기세포 검출 키트.
A stem cell detection kit comprising the nucleic acid aptamer of claim 1.
제 10항에 있어서, 상기 줄기세포는 배아 줄기세포인 것을 특징으로 하는 줄기세포 검출 키트.
[Claim 11] The stem cell detection kit according to claim 10, wherein the stem cells are embryonic stem cells.
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