KR101654789B1 - Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same - Google Patents

Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101654789B1
KR101654789B1 KR1020140022099A KR20140022099A KR101654789B1 KR 101654789 B1 KR101654789 B1 KR 101654789B1 KR 1020140022099 A KR1020140022099 A KR 1020140022099A KR 20140022099 A KR20140022099 A KR 20140022099A KR 101654789 B1 KR101654789 B1 KR 101654789B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exosome
toxicity
protein
amount
liver
Prior art date
Application number
KR1020140022099A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150100369A (en
Inventor
백문창
조영은
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020140022099A priority Critical patent/KR101654789B1/en
Publication of KR20150100369A publication Critical patent/KR20150100369A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101654789B1 publication Critical patent/KR101654789B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/15Medicinal preparations ; Physical properties thereof, e.g. dissolubility
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

본 발명은 엑소좀 또는 이의 단백질을 포함하는 장기 독성 진단용 바이오마커 조성물, 상기 조성물을 포함하는 장기 독성 진단용 키트, 상기 조성물을 이용한 장기 독성 진단을 위한 정보 제공방법 및 상기 조성물을 포함하는 장기 독성 치료물질의 스크리닝 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 엑소좀을 이용하여 장기 독성을 신속하게 진단할 수 있고, 특히, 장기 특이적 엑소좀 단백질을 이용하여 특정 장기의 독성 여부를 진단할 수 있으므로, 본 발명은 정확하고 신속하게 여러 약물에 의한 장기 독성을 진단하거나 예후를 예측하는데 유용하게 이용할 수 있다.The present invention relates to a biomarker composition for prolonged toxicity diagnosis comprising exosome or a protein thereof, a kit for a long-term toxicity diagnosis including the composition, a method for providing information for diagnosis of a long-term toxicity using the composition, To a screening method. The present invention can rapidly diagnose the long-term toxicity using the exosome according to the present invention and, in particular, can diagnose the toxicity of a specific organ using the organ specific exosome protein, And may be useful in diagnosing prolonged toxicity due to toxicity or predicting prognosis.

Description

엑소좀 또는 이의 단백질을 포함하는 장기 독성 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 진단 방법{Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing organ toxicity including exosome or a protein thereof, and a diagnostic method using the exosome or its protein,

본 발명은 엑소좀 또는 이의 단백질을 포함하는 장기 독성 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 진단 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a biomarker composition for diagnosing organ toxicity comprising exosome or a protein thereof and a diagnostic method using the same.

약물의 안전성은 의약품 산업, 규제기관, 의사 및 환자에 영향을 주는 공중 보건에 있어 중요한 요소이다. DILI란 약물에 의해서 일어나는 간 독성으로, 승인을 받은 많은 약들이 DILI로 인해 승인 철회 및 금지된다. 특히, 많은 약들 중 아세트아미노펜(Acetaminophen, APAP)은 잠재적으로 간 손상을 일으킬 수 있어 농도에 제한이 있다. 아세트아미노펜은 세계에서 가장 많이 팔리는 약 중에 하나로 부작용 때문에 문제를 일으킨다. 아세트아미노펜에 의해서 일어나는 간 독성은 주로 과용량의 복용에 의해서 일어난다. 이때, 과용량의 아세트아미노펜은 글루타치온(glutathione)이 충분히 공급이 되지 않아 NAPQI가 축적이 되고 이것이 결국에 간세포를 사멸시켜서 간 독성을 일으키게 된다. NAC는 독성으로부터 간세포를 보호하는 가장 효과적인 약물 중 하나로서 글루타치온의 재충전 및 NAPQI에 직접 바인딩 하여 대사를 돕는다. NAPQI가 축적되는 경우, 약물의 대사가 일어난 후 빠른 시간(8-10시간) 내에 NAC 등의 처리를 해야 한다. 그러나 초기엔 아무런 증상이 없기 때문에 빠른 시간 내에 처리하기가 어렵다. 따라서 초기에 혈액에서 간 독성을 진단할 수 있는 바이오마커가 필요성이 요구되고 있다.Drug safety is an important factor in the public health that affects the pharmaceutical industry, regulators, physicians and patients. DILI is a hepatotoxicity caused by a drug, and many approved drugs are withdrawn and prohibited by DILI. In particular, among many drugs, acetaminophen (APAP) is potentially limited to concentrations that can cause liver damage. Acetaminophen is one of the top selling drugs in the world and causes problems due to side effects. Hepatic toxicity caused by acetaminophen is mainly caused by overdosage. At this time, excessive amounts of acetaminophen accumulate NAPQI due to insufficient supply of glutathione, which eventually kills hepatocytes and causes liver toxicity. NAC is one of the most effective drugs to protect hepatocytes from toxicity and helps metabolism by binding directly to glutathione recharge and NAPQI. If NAPQI accumulates, it should be treated within a short time (8-10 hours) after drug metabolism. However, since there are no symptoms at the beginning, it is difficult to handle them quickly. Therefore, there is a need for a biomarker capable of diagnosing hepatotoxicity in blood at an early stage.

한편, 엑소좀은 대부분의 세포에서 분비되는 작은 형태의 소포체(membrane vesicle)이다. 엑소좀 안에는 그 세포에서 유래된 다양한 종류의 단백질, 유전물질(DNA, mRNA, miRNA), 지질 등이 포함되어 있는 것으로 보고되었다. 또한, 조직 유래 엑소좀은 엑소좀을 분비한 조직의 상태를 반영하기 때문에, 질병의 진단에 이용될 수 있음이 보고된 바 있다.On the other hand, exosomes are small vesicles (membrane vesicles) secreted from most cells. In exosomes, various types of proteins derived from the cells, genetic material (DNA, mRNA, miRNA) and lipids are reported to be contained. It has also been reported that tissue-derived exosomes can be used for the diagnosis of diseases because they reflect the state of the tissue that secretes exosome.

이에 본 발명자는 신규한 장기 독성 진단용 바이오마커 조성물 및 이를 이용한 진단 방법을 개발하기 위한 연구를 지속한 결과, 엑소좀을 이용할 경우, 장기의 독성을 정확하고 신속하게 진단 및 예측할 수 있으며, 장기 특이적인 엑소좀 단백질을 분석하여 각각의 장기에 대한 독성을 진단할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다. The present inventors have continued to develop a novel biomarker composition for long-term toxicity diagnosis and a diagnostic method using the same, and as a result, it has been found that when exosomes are used, the toxicity of organs can be diagnosed and predicted accurately and quickly, The present inventors completed the present invention by confirming that the toxicity of each organ can be diagnosed by analyzing the exosome protein.

본 발명의 목적은 엑소좀 또는 이의 단백질을 포함하는 장기 독성 진단용 바이오마커 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a biomarker composition for diagnosing organ toxicity comprising exosome or a protein thereof.

또한 본 발명의 목적은 상기 조성물을 포함하는 장기 독성 진단용 키트를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a long-term toxicity diagnostic kit comprising the composition.

또한 본 발명의 목적은 (a) 생물학적 시료로부터 엑소좀을 분리하는 단계; 및 (b) 상기 엑소좀의 양을 확인하는 단계;를 포함하는 장기 독성 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for detecting an exosome comprising: (a) isolating an exosome from a biological sample; And (b) confirming the amount of the exosome. The present invention also provides a method for providing information for a long-term toxicity diagnosis.

또한 본 발명의 목적은 (a) 혈액에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 후보물질이 처리된 혈액에서 엑소좀의 양을 측정하는 단계; 및 (c) 상기 엑소좀의 양을 대조구와 비교하는 단계;를 포함하는 장기 독성 치료물질의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for treating blood, comprising: (a) treating a candidate for blood; (b) measuring the amount of exosome in the blood treated with the candidate substance; And (c) comparing the amount of the exosome with a control. The present invention also provides a method for screening a long-term toxicity therapeutic substance.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 엑소좀 또는 이의 단백질을 포함하는 장기 독성 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a biomarker composition for diagnosing organ toxicity comprising exosome or a protein thereof.

또한 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 장기 독성 진단용 키트를 제공한다.The present invention also provides a kit for the long-term toxicity diagnosis comprising the composition.

또한 본 발명은 (a) 생물학적 시료로부터 엑소좀을 분리하는 단계; 및 (b) 상기 엑소좀의 양을 확인하는 단계;를 포함하는 장기 독성 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.(A) separating the exosome from the biological sample; And (b) confirming the amount of the exosome.

또한 본 발명은 (a) 혈액에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 후보물질이 처리된 혈액에서 엑소좀의 양을 측정하는 단계; 및 (c) 상기 엑소좀의 양을 대조구와 비교하는 단계;를 포함하는 장기 독성 치료물질의 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for the treatment of cancer, comprising the steps of: (a) treating a candidate substance to blood; (b) measuring the amount of exosome in the blood treated with the candidate substance; And (c) comparing the amount of the exosome with a control.

본 발명에 따른 엑소좀을 이용하여 장기 독성을 신속하게 진단할 수 있고, 특히, 엑소좀 단백질을 이용하여 특정 장기의 독성 여부를 진단할 수 있으므로, 본 발명은 정확하고 신속하게 여러 약물에 의한 장기 독성을 진단하거나 예후를 예측하는데 유용하게 이용할 수 있다.The present invention can rapidly diagnose the long-term toxicity using the exosome according to the present invention, and in particular, can diagnose the toxicity of a specific organ using the exosome protein, It can be used to diagnose toxicity or to predict prognosis.

도 1은 아세트아미노펜을 처리한 간 독성 마우스 모델의 간 독성 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 간 독성 마우스 모델에서 분리된 엑소좀을 나타낸 도이다.
도 3은 아세트아미노펜을 처리한 간 독성 마우스 모델에서 엑소좀의 양을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 아세트아미노펜을 처리한 간 독성 세포 모델에서 엑소좀의 양을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 DGAL 및 TAA를 처리한 간 독성 마우스 모델 및 간 독성 세포 모델에서 엑소좀의 양을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 장기 독성 모델에서 엑소좀 단백질의 ELISA 효소면역분석 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 간 독성 모델에서 엑소좀 마이크로RNA 발현을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 8는 간 독성 상태에서 NAC 처리 후 엑소좀의 양을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 9은 간 독성 상태에서 NAC 처리 후 간 특이적 엑소좀 단백질의 발현을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 신장 독성 상태에서 퀘세틴 처리 후 엑소좀의 양을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 11는 장기 독성 상태에서 NAC 또는 퀘세틴 처리 후 엑소좀 마이크로RNA 발현을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
FIG. 1 shows the result of measurement of hepatic toxicity of a hepatic toxic mouse model treated with acetaminophen.
Figure 2 shows the results of Fig.
FIG. 3 is a graph showing the results of measurement of the amount of exosome in a hepatotoxic mouse model treated with acetaminophen. FIG.
Figure 4 FIG. 5 shows the result of measurement of the amount of exosome in a hepatotoxic cell model treated with acetaminophen. FIG.
FIG. 5 is a graph showing the results of measuring the amount of exosomes in the liver toxic mouse model and hepatotoxic cell model treated with DGAL and TAA. FIG.
6 is a diagram showing the result of ELISA enzyme immunoassay of exosome protein in a long-term toxicity model.
FIG. 7 is a graph showing the results of analysis of exosome microRNA expression in a liver toxicity model. FIG.
8 is a graph showing the results of measurement of the amount of exosome after NAC treatment in the liver toxicity state.
FIG. 9 is a graph showing the results of measurement of expression of liver-specific exosome protein after NAC treatment in a hepatic toxic state. FIG.
FIG. 10 is a graph showing the results of measuring the amount of exosomes after quercetin treatment in a kidney toxic state. FIG.
11 is a graph showing the results of analysis of exosome microRNA expression after NAC or quercetin treatment in a long-term toxic state.

본 발명은 엑소좀 또는 이의 단백질을 포함하는 장기 독성 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.The present invention provides a biomarker composition for diagnosing organ toxicity comprising exosome or a protein thereof.

본 발명에서 용어 "진단"은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 장기 독성 여부를 확인하는 것이다. 장기 독성 상태에서 엑소좀의 양이 증가하므로, 개체의 시료로부터 본 발명의 엑소좀의 양을 확인함으로써 해당 개체의 장기 독성 여부에 대해서 예측이 가능하다.The term "diagnosing" as used herein means identifying the presence or characteristic of a pathological condition. For the purpose of the present invention, it is to confirm whether or not it is toxic for a long time. Since the amount of exosome is increased in a long-term toxic condition, the amount of exosome of the present invention can be confirmed from a sample of an individual, so that the long-term toxicity of the subject can be predicted.

본 발명에서 "엑소좀"은 세포에서 분비되는 작은 형태의 소포체를 의미하는 것으로, 바람직하게는 전혈, 혈청 및 혈장 등 혈액 내에 존재하는 Circulating 엑소좀이다.In the present invention, "exosome" refers to a small form of an endoplasmic reticulum secreted from a cell. Preferably, it is a circulating exosome present in blood such as whole blood, serum and plasma.

또한 본 발명은 해당 개체의 간, 신장, 심장, 근육 또는 뇌의 특이적 독성 진단용 바이오마커 조성물을 제공한다. 엑소좀에서 장기 특이적 엑소좀 단백질의 발현은 장기 독성 상태에서 증가하게 되는데, 보다 구체적으로 간 독성 상태에서는 엑소좀의 알부민(albumin), 합토글로빈(haptoglobin) 또는 피브리노겐(fibrinogen)의 발현이 증가하며, 신장 독성 상태에서는 엑소좀의 Kim-1(kidney injury molecule 1) 또는 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL)의 발현이 증가하고, 심장 독성 상태에서는 엑소좀의 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI)의 발현이 증가하고, 근육 독성 상태에서는 엑소좀의 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI)의 발현이 증가하고, 뇌 독성 상태에서는 엑소좀의 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)의 발현이 증가하므로, 상기 장기 특이적 엑소좀 단백질의 발현을 측정함으로써 장기 특이적 독성 여부에 대해서 예측이 가능하다. The present invention also provides a biomarker composition for the diagnosis of specific toxicity of liver, kidney, heart, muscle or brain of a subject. The expression of exogenous long-term exosome protein in exosomes is increased in the long-term toxic state, and more specifically in the liver toxic state, the expression of albumin, haptoglobin or fibrinogen of exosomes increases (Kidney injury molecule 1) or neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in the kidney toxic state, and in the cardiac toxicity state, the expression of exosomal cardiotope The expression of cardiac troponin I (cTnI) is increased, the expression of skeletal muscle troponin (sTnI) is increased in the muscle toxic state, and in the brain toxic state, S100 calcium binding protein (S100 calcium binding protein B (S100B) expression is increased, the expression of the organ specific exosome protein is measured, This is possible.

따라서, 본 발명의 바이오마커 조성물은 엑소좀에서 알부민(albumin), 합토글로빈(haptoglobin) 및 피브리노겐(fibrinogen)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 단백질 발현을 측정하여 간 독성 진단에 사용될 수 있다. Accordingly, the biomarker composition of the present invention can be used for diagnosing liver toxicity by measuring the expression of at least one protein selected from the group consisting of albumin, haptoglobin and fibrinogen in exosomes.

또한, 본 발명의 바이오마커 조성물은 엑소좀에서 Kim-1(kidney injury molecule 1) 또는 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL)의 단백질 발현을 측정하여 신장 독성 진단에 사용될 수 있다. In addition, the biomarker composition of the present invention can be used to diagnose renal toxicity by measuring protein expression of Kim-1 (kidney injury molecule 1) or neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in exosomes have.

또한, 본 발명의 바이오마커 조성물은 엑소좀에서 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI)의 단백질 발현을 측정하여 심장 독성 진단에 사용될 수 있다.In addition, the biomarker composition of the present invention can be used for diagnosing cardiac toxicity by measuring protein expression of cardiac troponin I (cTnI) in exosomes.

또한, 본 발명의 바이오마커 조성물은 엑소좀에서 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI)의 단백질 발현을 측정하여 근육 독성 진단에 사용될 수 있다.In addition, the biomarker composition of the present invention can be used to diagnose muscle toxicity by measuring protein expression of skeletal muscle troponin (sTnI) in exosomes.

또한, 본 발명의 바이오마커 조성물은 엑소좀에서 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)의 단백질 발현을 측정하여 뇌 독성 진단에 사용될 수 있다.
In addition, the biomarker composition of the present invention can be used to diagnose brain toxicity by measuring protein expression of S100 calcium binding protein (S100B) in exosomes.

또한 본 발명은, 상기 조성물을 포함하는 장기 독성 진단용 키트를 제공한다.The present invention also provides a kit for the diagnosis of long-term toxicity comprising the composition.

상기 키트는 RT-PCR 키트, 마이크로어레이 칩 키트, DNA 키트, 또는 단백질 칩 키트를 포함하며, 이에 제한되지 않는다.The kit includes, but is not limited to, RT-PCR kits, microarray chip kits, DNA kits, or protein chip kits.

본 발명의 키트는 엑소좀 양을 확인함으로써 약물의 장기 독성을 예측하는데 이용될 수 있다. The kit of the present invention can be used to predict the long-term toxicity of a drug by confirming the amount of exosomes.

또한, 본 발명의 키트는 엑소좀에서 알부민(albumin), 합토글로빈(haptoglobin), 피브리노겐(fibrinogen), Kim-1(kidney injury molecule 1), 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL), 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI), 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI) 및 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)로 이루어진 군으로부터 선택된 단백질의 발현 수준을 확인함으로써 약물의 장기 특이적인 독성을 예측하는데 이용될 수 있다.In addition, the kit of the present invention can be used in the treatment of exosomes, such as albumin, haptoglobin, fibrinogen, kidney injury molecule 1, neutrophil gelatinase-associated lipocalin ; NGAL), cardiac troponin I (cTnI), skeletal muscle troponin (sTnI), and S100 calcium binding protein B (S100B). And can be used to predict the long-term specific toxicity of the drug.

본 발명의 키트에는 장기 독성 예측을 위한 선택적으로 마커를 인지하는 항체뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성성분 조성물, 용액, 또는 장치가 포함될 수 있다.The kit of the present invention may include one or more other component compositions, solutions, or devices suitable for the assay, as well as antibodies that selectively recognize the marker for long-term toxicity prediction.

또한, 본 발명에서 단백질 발현 수준을 측정하기 위한 키트는 항체의 면역학적 검출을 위하여 기질, 적당한 완충용액, 발색 효소 또는 형광물질로 표지된 2차 항체, 및 발색 기질 등을 포함할 수 있다. 상기에서 기질은 니트로셀룰로오스 막, 폴리비닐 수지로 합성된 96 웰 플레이트, 폴리스티렌 수지로 합성된 96 웰 플레이트 및 유리로 된 슬라이드 글라스 등이 이용될 수 있고, 발색효소는 퍼옥시다아제(peroxidase), 알칼라인 포스파타아제(alkaline phosphatase) 등이 사용될 수 있고, 형광물질은 FITC, RITC 등이 사용될 수 있고, 발색기질액은 ABTS(2,2'-아지노-비스-(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)) 또는 OPD(O-페닐렌디아민), TMB(테트라메틸 벤지딘)가 사용될 수 있다.
In addition, the kit for measuring the level of protein expression in the present invention may include a substrate, a suitable buffer solution, a secondary antibody labeled with a chromogenic enzyme or a fluorescent substance, and a chromogenic substrate for immunological detection of the antibody. The substrate may be a nitrocellulose membrane, a 96-well plate synthesized from polyvinyl resin, a 96-well plate synthesized from polystyrene resin, a slide glass made of glass, etc. The coloring enzyme may be peroxidase, Alkaline phosphatase and the like can be used. As the fluorescent material, FITC, RITC and the like can be used. The coloring substrate solution is ABTS (2,2'-azino-bis- (3-ethylbenzothiazoline- ), Or OPD (O-phenylenediamine), TMB (tetramethylbenzidine) can be used.

또한 본 발명은,Further, according to the present invention,

(a) 생물학적 시료로부터 엑소좀을 분리하는 단계; 및(a) separating the exosome from the biological sample; And

(b) 상기 엑소좀의 양을 확인하는 단계;를 포함하는 장기 독성 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.and (b) confirming the amount of the exosome.

또한 본 발명은, Further, according to the present invention,

(c) 상기 엑소좀에서 알부민(albumin), 합토글로빈(haptoglobin), 피브리노겐(fibrinogen), Kim-1(kidney injury molecule 1), 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL), 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI), 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI) 및 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)로 이루어진 군으로부터 선택된 단백질의 발현 수준을 확인하는 단계;를 더 포함하는 장기 독성 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.(c) an albumin, a haptoglobin, a fibrinogen, a kidney injury molecule 1, a neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in the exosome, , Cardiac troponin I (cTnI), skeletal muscle troponin (sTnI), and S100 calcium binding protein B (S100B). The present invention provides a method for providing information for a long-term toxicity diagnosis.

상기 (a) 단계의 생물학적 시료는 전혈, 혈청 및 혈장으로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 혈장이다.The biological sample of step (a) may be selected from the group consisting of whole blood, serum, and plasma, but is not limited thereto, and is preferably plasma.

상기 (b) 단계의 엑소좀의 양 및 (c) 단계의 엑소좀 단백질의 발현 수준을 확인하는 방법은 웨스턴블랏, 효소면역분석법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA), 방사선면역분석법(radioimmunoassay), 방사면역확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역확산법, 로케트(Ouchterlony) 면역 전기 영동, 조직 면역 염색, 면역 침전 분석(immunoprecipitation assay), 보체 고정 분석법(complete fixation assay), FACS(Flow Cytometry) 및 단백질 칩(protein chip)으로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
The method for confirming the expression level of the exosome protein in step (b) and the expression level of the exosome protein in step (c) may be Western blot, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay, Immunoassay, radioimmunodiffusion, Ouchterlony immunodiffusion, Ouchterlony immunoelectrophoresis, tissue immuno staining, immunoprecipitation assay, complete fixation assay, FACS (Flow Cytometry ) And a protein chip, but the present invention is not limited thereto.

또한 본 발명은,Further, according to the present invention,

(a) 혈액에 후보물질을 처리하는 단계;(a) treating the candidate for blood;

(b) 상기 후보물질이 처리된 혈액에서 엑소좀의 양을 측정하는 단계; 및(b) measuring the amount of exosome in the blood treated with the candidate substance; And

(c) 상기 엑소좀의 양을 대조구와 비교하는 단계;를 포함하는 장기 독성 치료물질의 스크리닝 방법을 제공한다.(c) comparing the amount of the exosome with a control.

본 발명에서 용어 "대조구"란 후보물질을 처리하지 않은 군을 의미한다.In the present invention, the term "control" means a group not treated with a candidate substance.

구체적으로, 장기 독성 치료 후보 물질의 존재 및 부재하에서 엑소좀 양의 증가 또는 감소를 비교하는 방법으로 장기 독성 치료제를 스크리닝하는데 유용하게 사용할 수 있다. 엑소좀의 양을 간접적으로 또는 직접적으로 감소시키는 물질은 본 발명에서 개시하고 있는 장기 독성 치료제로서 선택할 수 있다. 즉, 장기 독성 치료 후보 물질의 부재하에 본 발명에서 개시된 엑소좀의 양을 특정하고, 장기 독성 치료 후보 물질의 존재하에서 본 발명의 엑소좀의 양을 특정하여 양자를 비교한 후, 장기 독성 치료 후보 물질이 존재할 때의 엑소좀의 양을 장기 독성 치료 후보 물질의 부재 하에서의 엑소좀의 양보다 감소시키는 물질을 본 발명에서 개시된 장기 독성 치료제로 예측할 수 있는 것이다.
Specifically, it can be usefully used for screening a long-term toxic agent by comparing the increase or decrease of the amount of exosomes in the presence or absence of a candidate for long-term toxicity treatment. A substance that indirectly or directly reduces the amount of exosome can be selected as a long-term toxicity therapeutic agent disclosed in the present invention. That is, the amount of exosome disclosed in the present invention is specified in the absence of a candidate for long-term toxicity treatment, the amount of exosome of the present invention is specified in the presence of a candidate organ for long-term toxicity treatment, A substance capable of reducing the amount of exosome in the presence of the substance to the amount of exosome in the absence of the prolonged toxic treatment candidate can be predicted by the long-term toxic agent disclosed in the present invention.

또한, 본 발명은 In addition,

(a) 혈액에 후보물질을 처리하는 단계;(a) treating the candidate for blood;

(b) 상기 후보물질이 처리된 혈액으로부터 분리된 엑소좀에서 알부민(albumin), 합토글로빈(haptoglobin), 피브리노겐(fibrinogen), Kim-1(kidney injury molecule 1), 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL), 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI), 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI) 및 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)로 이루어진 군으로부터 선택된 단백질의 발현 수준을 측정하는 단계; 및(b) the exosome isolated from the candidate substance-treated blood is treated with albumin, haptoglobin, fibrinogen, Kim-1 (kidney injury molecule 1), neutrophil gelatinase-bound lipocalin Selected from the group consisting of Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL), Cardiac troponin I (cTnI), Skeletal muscle troponin (sTnI) and S100 calcium binding protein B (S100B) Measuring the level of expression of the protein; And

(c) 상기 단백질의 발현 수준을 대조구와 비교하는 단계;를 포함하는 장기 특이적 독성 치료물질의 스크리닝 방법을 제공한다.(c) comparing the expression level of the protein with a control.

구체적으로, 장기 특이적 독성 치료 후보 물질의 존재 및 부재하에서 엑소좀 단백질 양의 증가 또는 감소를 비교하는 방법으로, 장기 특이적 독성 치료제를 스크리닝하는데 유용하게 사용할 수 있다. 후보 물질의 존재하에서, 엑소좀의 알부민(albumin), 합토글로빈(haptoglobin) 또는 피브리노겐(fibrinogen)의 발현이 감소하는 경우 간 독성 치료제, 엑소좀의 Kim-1(kidney injury molecule 1) 또는 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL)의 발현이 감소하는 경우 신장 독성 치료제, 엑소좀의 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI)의 발현이 감소하는 경우 심장 독성 치료제, 엑소좀의 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI)의 발현이 감소하는 경우 근육 독성 치료제이며, 엑소좀의 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)의 발현이 감소하는 경우 뇌 독성 치료제로 예측할 수 있는 것이다.
Specifically, it can be useful for screening long-term specific toxic therapeutic agents by comparing the increase or decrease of the amount of exosome protein in the presence and absence of long-term specific toxic treatment candidate substances. When the expression of albumin, haptoglobin or fibrinogen of exosomes is decreased in the presence of a candidate substance, the therapeutic agent for hepatotoxicity, Kim-1 (kidney injury molecule 1) of exosomes or neutrophil gella When the expression of Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) is decreased, the expression of cardiac troponin I (cTnI) in the renal toxic agent and exosomes is decreased. A decrease in the expression of skeletal muscle troponin (sTnI) is a therapeutic agent for muscle toxicity. When the expression of S100 calcium binding protein (S100 calcium binding protein B; S100B) in exosomes decreases, will be.

이하, 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. It will be obvious to you.

실시예 1. 장기 독성 모델의 제조 Example 1. Preparation of a long-term toxicity model

1-1. 장기 독성 마우스 모델의 제조1-1. Preparation of long-term toxic mouse models

마우스 실험은 모두 경북대학교의 승인을 받아 실험에 사용 하였다. 마우스는 6주령 Balb/C 모델을 이용하였다. 여러 가지 약물을 이용한 간 독성 마우스 모델을 만들기 위해, 각 마우스에 아세트아미노펜(APAP) (300 mg/kg, LD50 단일 투여), DGAL (1,000 mg/kg); 또는 TAA (200 mg/kg)를 처리하였으며, 대조군으로는 간 독성이 없는 안전한 약물인 MTX(Methotrexate)(0.5 mg/kg), FLX(Fluoxetine)(20 mg/kg) 또는 PRX(peroxiredoxin)(20 mg/kg)를 복강내 주사 하여 24시간 동안 처리하였다. 또한, 간 독성이 치료된 마우스 모델을 만들기 위해 각 마우스에 아세트아미노펜을 먼저 처리 한 다음 N-아세틸 시스테인(N-acetyl cysteine; NAC)(100 mg/kg)을 12시간 마다 72일동안 처리하였다. 또한 신장 독성 모델을 만들기 위해 시스플라틴(cisplatin)(20mg/kg), 근육 독성 모델을 만들기 위해 0.5% BPVC, 심장 독성 모델을 만들기 위해 시클로포스파미드(cyclophosphamide) (200 mg/kg), 뇌 독성 모델(파킨스 질병모델)을 만들기 위해 MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine) (30 mg/kg)를 24시간 동안 처리하였다. All mouse experiments were approved by Kyungpook National University and used in the experiment. The mouse was a 6-week-old Balb / C model. To produce a liver toxic mouse model with several drugs, each mouse received acetaminophen (APAP) (300 mg / kg, LD50 single dose), DGAL (1,000 mg / kg); (20 mg / kg), or PRX (peroxiredoxin) (20 mg / kg), or TAA (200 mg / kg) mg / kg) was intraperitoneally injected for 24 hours. In addition, each mouse was first treated with acetaminophen and then treated with N-acetyl cysteine (NAC) (100 mg / kg) every 12 hours for 72 days to generate a mouse model of hepatic toxicity. Cisplatin (20 mg / kg) to make a kidney toxicity model, 0.5% BPVC to make a muscle toxicity model, cyclophosphamide (200 mg / kg) to make a cardiac toxicity model, brain toxicity model (30 mg / kg) was treated with MPTP (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine) for 24 hours in order to establish the Parkinsonian disease model.

상기 방법으로 제조된 아세트아미노펜을 처리한 간 독성 마우스 모델의 간 독성을 측정하였으며, 이의 결과를 도 1에 나타내었다.The hepatic toxicity of the acetaminophen-treated liver model mice prepared by the above method was measured, and the results are shown in FIG.

도 1A에 나타낸 바와 같이, 아세트아미노펜을 처리한 마우스에 간 손상이 일어난 것을 확인하였다. As shown in Fig. 1A, it was confirmed that the mice treated with acetaminophen caused liver damage.

또한, 도 1B에 나타낸 바와 같이, ALT/AST 효소 활성이 아세트아미노펜을 처리한 마우스의 플라즈마(plasma)에서 증가하였으며, 도 1C에 나타낸 바와 같이, 간 손상과 관련한 TNF-a mRNA발현이 증가하여 아세트아미노펜의 처리에 의해 간 손상이 일어난 것을 확인하였다.
1B, the ALT / AST enzyme activity was increased in the plasma of acetaminophen-treated mice, and as shown in FIG. 1C, expression of TNF-a mRNA in relation to liver injury was increased, It was confirmed that liver damage was caused by treatment with aminophen.

1-2. 장기 독성 세포 모델의 제조1-2. Production of long-term toxic cell models

HepG2, Hep3B, Hepa1-6 세포를 10% FBS를 첨가한 DMEM(Eagle's minimal essential medium)/고농도 포도당 배지에서 배양하였고, 상기 세포에 아세트아미노펜(APAP), DGAL, TAA, MTX, FLX 또는 PRX를 공지된 IC50의 양으로 24 시간 동안 처리하였다.
HepG2, Hep3B and Hepa1-6 cells were cultured in DMEM (Eagle's minimal essential medium) / high glucose medium supplemented with 10% FBS and acetaminophen (APAP), DGAL, TAA, MTX, FLX or PRX RTI ID = 0.0 > IC50 < / RTI > for 24 hours.

실시예 2. 엑소좀 분리 Example 2 Isosomal Isolation

상기 실시예 1-1의 장기 독성 마우스 모델에서 분리한 혈액 및 상기 실시예 1-2에서 배양한 세포의 배지에서 circulating 엑소좀을 분리하기 위하여 ExoQuick exosome precipitation solution (SBI System Biosciences cat. no. EXOQ50A-1)을 이용하여 제조사에서 제시한 방법대로 circulating 엑소좀을 수득하였다. 수득한 엑소좀을 PBS(phosphate buffered saline)로 2번 세척하여 노란색을 띄는 엑소좀 펠릿(pellet)을 얻었다. 상기 circulating 엑소좀에서 QIAzole (Qiagen)을 이용하여 miRNA를 분리하였다. 상기 실시예 1-1의 장기 독성 마우스 모델에서 분리된 circulating 엑소좀을 관찰하였으며, 이의 결과를 도 2에 나타내었다.ExoQuick exosome precipitation solution (SBI System Biosciences cat. No. EXOQ50A-1) was used to isolate circulating exosomes from the blood isolated from the long-term toxic mouse model of Example 1-1 and the cells of the cells cultured in Example 1-2 above. 1) was used to obtain the circulating exosome according to the method proposed by the manufacturer. The resulting exosome was washed twice with PBS (phosphate buffered saline) to obtain a yellowish exosome pellet. MiRNA was isolated from the circulating exosomes using QIAzole (Qiagen). The circulating exosomes isolated from the long-term toxic mouse model of Example 1-1 were observed, and the results are shown in FIG.

도 2에 나타낸 바와 같이, TEM 이미지와 사이즈 분석을 통해서 대조군과 아세트아미노펜 처리군 모두 100 nm전후의 circulating 엑소좀이 잘 분리되었음을 확인하였다.
As shown in FIG. 2, it was confirmed through TEM image and size analysis that circulating exosomes of about 100 nm were well isolated in both the control and acetaminophen-treated groups.

실시예 3. Circulating 엑소좀의 양 측정Example 3. Measurement of the amount of circulating exosomes

상기 실시예 1-1의 간 독성 마우스 모델 및 상기 실시예 1-2의 세포에 각각의 약물을 농도별, 시간별로 처리한 후, 상기 실시예 2-2와 동일한 방법으로 circulating 엑소좀을 분리하여 circulating 엑소좀의 양 증가를 확인하였다. 분리된 circulating 엑소좀은 방사선 면역 촉진 분석(radioimmunoprecipitation assay)(RIPA) 완충용액(10 mM Tris·HCl, pH 7.4, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0.1% SDS, 1% Triton X-100 및 1% 분해효소 저해제 혼합물(Complete Protease Inhibitor Mixture tablets)을 넣은 소듐 디옥시콜레이트(sodium deoxycholate))에 넣어 용해시킨 후 -80℃에 저장하였다. circulating 엑소좀의 양을 측정 하기 위해서, BCA(bicinchoninic acid)법에 의하여 단백질의 양을 분석하였다. 상기 방법으로 측정한 대조군 및 아세트아미노펜 처리군의 circulating 엑소좀의 양 측정 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다.After administering each drug to the hepatotoxic mouse model of Example 1-1 and the cells of Example 1-2 by concentration and time, circulating exosomes were isolated in the same manner as in Example 2-2 Increased amount of exocose circulating was confirmed. The isolated circulating exomes were separated by radioimmunoprecipitation assay (RIPA) buffer (10 mM Tris.HCl, pH 7.4, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0.1% SDS, 1% Triton X- (Sodium deoxycholate) supplemented with Complete Protease Inhibitor Mixture tablets) and stored at -80 ° C. In order to measure the amount of circulating exosomes, the amount of protein was analyzed by BCA (bicinchoninic acid) method. The results of measurement of the amount of circulating exosomes of the control group and acetaminophen-treated group measured by the above method are shown in FIG. 3 and FIG.

도 3A 및 3B에 나타낸 바와 같이, 아세트아미노펜을 1시간동안 다양한 농도로 처리했을 때 150 및 300 mg/kg 처리군에서 circulating 엑소좀의 양이 증가하였으며, 특히, 300 mg/kg 처리군에서 혈액 내 ALT가 증가하고 조직병리학적 변화가 나타났으며 간 독성 상태를 보임을 확인하였다. 또한, 도 3C 및 3D에 나타낸 바와 같이, 아세트아미노펜을 3시간 동안 여러 가지 농도로 처리했을 때 저농도인 75 mg/kg 처리군에서 circulating 엑소좀의 양이 증가하였으며, ALT의 경우 75 mg/kg 처리군에서는 크게 변화가 없었으나, 150 및 300 mg/kg 처리군에서는 유의하게 증가함을 확인하였다. 이를 통해 circulating 엑소좀 양을 측정함으로써 간 독성의 초기 진단이 가능함을 확인하였다.As shown in FIGS. 3A and 3B, when the acetaminophen was treated at various concentrations for 1 hour, the amount of circulating exosomes increased in the treated group of 150 and 300 mg / kg, especially in the treated group of 300 mg / kg ALT increased, histopathologic changes were observed, and liver toxicity was observed. In addition, as shown in FIGS. 3C and 3D, when the acetaminophen was treated at various concentrations for 3 hours, the amount of circulating exosomes increased in the 75 mg / kg treatment group at the low concentration, and 75 mg / kg treatment in the ALT treatment , But it was significantly increased in the treated group at 150 and 300 mg / kg. It was confirmed that early diagnosis of hepatotoxicity was possible by measuring the amount of circulating exosomes.

또한, 도 4A 및 4B에 나타낸 바와 같이, HepG2, Hep3B, Hepa1-6 간세포에 아세트아미노펜을 처리하여 간 독성 상태일 때 circulating 엑소좀의 양이 증가하였고, circulating 엑소좀의 개수 또한 증가함을 확인하였으며, 도 4C 및 4D에 나타낸 바와 같이, HepG2 간세포에 아세트아미노펜 처리시 circulating 엑소좀 양이 증가함을 확인하였다. 이를 통해서 세포 모델에서도 circulating 엑소좀 양의 증가를 통해 간 독성의 진단이 가능함을 확인하였다.As shown in FIGS. 4A and 4B, it was confirmed that the amount of circulating exosome increased and the number of circulating exosomes also increased when hepatotoxic condition was treated with acetaminophen in HepG2, Hep3B, and Hepa1-6 hepatocytes , As shown in Figs. 4C and 4D, it was confirmed that the amount of circulating exosomes increased in the HepG2 hepatocyte treated with acetaminophen. In addition, it is possible to diagnose hepatotoxicity by increasing the amount of circulating exocytes in the cell model.

다른 간 독성 마우스 모델 및 간 독성 세포 모델에서도 circulating 엑소좀 증가 여부를 확인하기 위해 상기 실시예 1-1에서와 같이 각 마우스에 DGAL (1,000 mg/kg) 또는 TAA (200 mg/kg)를 처리하였으며, 상기 실시예 1-2에서와 같이 각 세포에 DGAL 또는 TAA를 처리하였다. 대조군으로는 간 독성이 없는 안전한 약물인 MTX, FLX 또는 PRX를 처리하였다. 상기 마우스 모델 및 세포 모델에서 circulating 엑소좀의 양, ALT, AST의 수치를 측정하고, 간 조직을 관찰하였으며, 이를 도 5에 나타내었다,DGAL (1,000 mg / kg) or TAA (200 mg / kg) was administered to each mouse as in Example 1-1 to confirm whether or not the circulating exosome was increased in other liver toxic mouse models and liver toxic cell models , And each cell was treated with DGAL or TAA as in Example 1-2 above. As controls, MTX, FLX or PRX, a safe drug with no liver toxicity, was treated. The amounts of circulating exosomes, ALT, and AST in the mouse model and the cell model were measured, and liver tissues were observed, which is shown in FIG. 5,

도 5에 나타낸 바와 같이, 간 독성 마우스 모델에서 DGAL 또는 TAA를 처리한 경우 circulating 엑소좀의 양이 증가 하였으며, 혈액 내 ALT 및 AST 또한 증가함을 확인하였다. 또한, 간 독성 세포 모델에서, HepG2, Hep3B 및 Hepa1-6 세포에 DGAL 및 TAA를 처리하여 간 독성 상태일 때 circulating 엑소좀의 양이 증가함을 확인하였다. 반면에, 간 독성 마우스 모델에 간 독성을 일으키지 않는 안전한 약물인 MTX, FLX 및 PRX를 처리한 경우 circulating 엑소좀의 양과 혈액 내 ALT 및 AST 모두 변화가 없었으며, 간 독성 세포 모델에서, HepG2, Hep3B 및 Hepa1-6 세포에 MTX, FLX 및 PRX를 처리한 경우 circulating 엑소좀의 양이 변화하지 않았다. 따라서, circulating 엑소좀의 양이 간 독성 유무를 진단 할 수 있는 마커로 이용 가능함을 확인하였다.
As shown in FIG. 5, when DGAL or TAA was treated in the hepatotoxic mouse model, the amount of circulating exosome was increased, and ALT and AST in the blood were also increased. In addition, in the hepatotoxic cell model, it was confirmed that the amount of circulating exosome increased in hepatotoxic state by treating DGAL and TAA with HepG2, Hep3B and Hepa1-6 cells. On the other hand, when MTX, FLX and PRX, which are safe drugs that do not cause hepatotoxicity in the liver toxic mouse model, were treated, there was no change in the amount of circulating exosomes and ALT and AST in the blood, and HepG2, Hep3B And Hepa1-6 cells treated with MTX, FLX and PRX did not change the amount of circulating exosomes. Therefore, it was confirmed that the amount of circulating exosomes could be used as a marker for diagnosing hepatic toxicity.

실시예 3. ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)를 이용한 장기 특이적 독성과 관련된 엑소좀의 단백질 분석Example 3. Protein analysis of exosomes related to organ specific toxicity using ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)

circulating 엑소좀의 장기 특이적 독성과 관련된 단백질을 확인하기 위하여, ELISA 효소면역분석법을 이용하였다. 96 웰 플레이트에 CD63 다클론성항체(polyclonal antibody)를 O/N 으로 방치하여 코팅한 후 각각의 웰을 blocking 용액을 이용하여 blocking 하였다. 여기에 상기 실시예 1의 장기 독성 마우스 혈액에서 분리한 엑소좀을 1ul 넣어 2시간동안 반응시키고 충분히 세척한 후 검출 항체(detection antibody)로 엑소좀의 알부민(Albumin), 합토글로빈(haptoglobin), 피브리노겐(fibrinogen), Kim-1(kidney injury molecule 1), 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL), 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI), 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI) 및 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)의 양을 측정하였으며, 이의 결과를 도 6에 나타내었다.ELISA enzyme immunoassay was used to identify proteins associated with organ specific toxicity of the circulating exosomes. A 96-well polyclonal antibody was coated on the 96-well plate by O / N, and each well was blocked with blocking solution. The exosomes isolated from the long-term toxic mouse blood of Example 1 were reacted for 2 hours, washed thoroughly, and incubated with the detection antibody for albumin, haptoglobin, (1), fibrinogen, kidney injury molecule 1, neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL), cardiac troponin I (cTnI), skeletal muscle troponin ; sTnI) and S100 calcium binding protein (S100B) were measured. The results are shown in FIG.

도 6에 나타낸 바와 같이, 여러 장기 독성 모델에서 circulating 엑소좀의 양이 증가하였으며, 간 독성 마우스 모델의 circulating 엑소좀에서 알부민(Albumin), 합토글로빈(haptoglobin) 및 피브리노겐(fibrinogen)의 발현이 증가하였고, 신장 독성 마우스 모델의 circulating 엑소좀에서 Kidney injury molecule 1 (Kim-1), 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL)의 발현이 증가하였고, 심장 독성 마우스 모델의 circulating 엑소좀에서 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI)의 발현이 증가하였고, 근육 독성 마우스 모델의 circulating 엑소좀에서 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI)의 발현이 증가하였으며, 뇌 독성 (파킨스 질병)을 일으킨 모델의 엑소좀에서 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)의 발현이 증가함을 확인하였다.
As shown in FIG. 6, the amount of circulating exosomes increased in various long-term toxicity models and the expression of albumin, haptoglobin and fibrinogen increased in the circulating exosomes of the liver toxic mouse model The expression of Kidney injury molecule 1 (Kim-1) and neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) was increased in the circulating exosome of the kidney-toxic mouse model, The expression of cardiac troponin I (cTnI) was increased in the moxa and the expression of skeletal muscle troponin (sTnI) was increased in the circulating exosomes of the muscle-toxic mouse model, and brain toxicity (Parkinson's disease) (S100 calcium binding protein B; S100B) expression in the exosome of the model that caused the S100 calcium binding protein.

실시예 4. 엑소좀 마이크로RNA 분석Example 4. Exosomal microRNA analysis

상기 실시예 1-1의 장기 독성 마우스의 혈액과 circulating 엑소좀에 QIAzole(Qiagen)을 첨가하여 총 RNA을 분리하였다. miRNeasy 프로토콜(Qiagen)에 따라서 실험을 하였으며, 이에 합성 Caenorhabditis elegans(cel)-miR-39를 첨가하였다. miScript SYBR Green PCR Kit(Qiagen)를 사용하여 miR-122, miR-192, miR-155, miR-7, miR-146a, miR-208, miR-206의 발현을 확인하였으며, Cel-miR-39를 사용하여 표준화시켰다. 이의 결과를 도 7에 나타내었다.Total RNA was isolated by adding QIAzole (Qiagen) to the exosomes circulating with the blood of the organ toxic mouse of Example 1-1. The experiments were performed according to the miRNeasy protocol (Qiagen), and the synthetic Caenorhabditis elegans (cel) -miR-39 was added thereto. Expression of miR-122, miR-192, miR-155, miR-7, miR-146a, miR-208 and miR-206 was confirmed using the miScript SYBR Green PCR Kit (Qiagen) ≪ / RTI > The results are shown in Fig.

도 7에 나타낸 바와 같이, 간 독성 모델의 circulating 엑소좀에서 miR-122, 192, 155가 모두 증가함을 확인하였다. 또한, 뇌 독성 모델(파킨스 모델)의 엑소좀에서 miR-7이 감소하였고, 신장 독성 모델의 엑소좀에서 miR-146a이 증가하였고, 심장 독성 모델의 엑소좀에서 miR-208이 감소하였고, 근육 독성 상태의 엑소좀에서 miR-206이 증가함을 확인하였다. 이를 통해 여러 장기 특이적 독성 상태에서 유래된 엑소좀이 장기 특이적 엑소좀 단백질 뿐만 아니라 circulating 엑소좀 miRNA 발현에 영향을 준다는 것을 예측할 수 있었다.
As shown in FIG. 7, it was confirmed that miR-122, 192, and 155 were all increased in the circulating exosome of the liver toxicity model. In addition, miR-7 decreased in the exosome of the brain toxicity model (Parkinson's model), miR-146a increased in the exosome of the renal toxicity model, miR-208 decreased in the exosome of the cardiac toxicity model, It was confirmed that miR-206 increased in toxic exosomes. These results suggest that exosomes derived from various organs-specific toxic conditions may affect the expression of circulating exosome miRNA as well as organ specific exosome proteins.

실시예 5. NAC 처리에 의한 간 독성 측정 실험Example 5. Measurement of liver toxicity by NAC treatment

아세트아미노펜에 의한 간 독성 상태에 NAC를 처리하여 독성을 치료하는 경우 circulating 엑소좀 양의 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다.Changes in the amount of circulating exosomes were measured when NAC was treated to treat toxicity by acetaminophen. The results are shown in FIG.

도 8에 나타낸 바와 같이, 간 독성 상태에 NAC 처리시 circulating 엑소좀 양이 감소함을 확인하였다. As shown in FIG. 8, it was confirmed that the amount of circulating exosomes decreased in the liver toxicity state during NAC treatment.

또한 아세트아미노펜에 의한 간 독성 상태에 NAC를 처리하여 간 독성을 치료하는 경우 간 특이적 엑소좀 단백질인 알부민, 합토글로빈 및 피브리노겐의 발현 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 9에 나타내었다.In addition, the expression of liver-specific exo-somatic proteins albumin, haptoglobin and fibrinogen was measured in the case of treating hepatic toxicity of acetaminophen with NAC to treat liver toxicity. The results are shown in Fig.

도 9에 나타낸 바와 같이, 간 독성 상태에 NAC 처리시 알부민, 합토글로빈 및 피브리노겐의 발현이 감소함을 확인하였다. 이를 통해, 간 독성이 치료되는 경우 circulating 엑소좀의 양 뿐만 아니라 간 특이적 엑소좀 단백질 또한 회복됨을 확인하였다.
As shown in FIG. 9, it was confirmed that the expression of albumin, haptoglobin and fibrinogen decreased in the liver toxicity by NAC treatment. This confirms that not only the amount of circulating exosome, but also the liver-specific exosome protein is restored when hepatic toxicity is treated.

실시예 7. Quercetin 처리에 의한 신장 독성 측정 실험Example 7. Measurement of Renal Toxicity by Quercetin Treatment

시스플라틴(cisplatin)에 의한 신장 독성 상태에 퀘세틴(Quercetin)을 처리하여 독성을 치료하는 경우 circulating 엑소좀 양의 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 10에 나타내었다.The change in the amount of circulating exosomes when treating the toxicity of quercetin with respect to the renal toxicity by cisplatin was measured and the results are shown in FIG.

도 10에 나타낸 바와 같이, 신장 독성 상태에 퀘세틴 처리시 circulating 엑소좀 양이 감소함을 확인하였다. As shown in FIG. 10, it was confirmed that the amount of circulating exosomes decreased during the quercetin treatment in the kidney toxicity state.

또한 아세트아미노펜 및 시스플라틴에 의한 장기 독성 상태에 NAC 및 퀘세틴을 처리하여 장기 독성을 치료하는 경우 circulating 엑소좀의 miR-122, miR-192, miR-155 및 miR-146a의 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 11에 나타내었다.In addition, changes in circulating exosomes miR-122, miR-192, miR-155 and miR-146a were measured when NAC and quercetin were treated with long-term toxicity by acetaminophen and cisplatin, The results are shown in Fig.

도 11에 나타낸 바와 같이, NAC를 처리한 후 circulating 엑소좀에서 miR-122 및 miR-192가 유의적으로 회복되었으며, 퀘세틴을 처리한 후 circulating 엑소좀에서 miR-155 및 miR-146a가 유의적으로 회복됨을 확인하였다.As shown in FIG. 11, miR-122 and miR-192 were significantly restored in circulating exosomes after NAC treatment, and miR-155 and miR-146a were significantly higher in circulating exosomes after quercetin treatment .

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 엑소좀을 함유하는 바이오마커 조성물을 포함하며, RT-PCR 키트, 마이크로어레이 칩 키트, DNA 키트, 및 단백질 칩 키트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 간, 신장, 심장, 근육 및 뇌에 대한 독성의 동시 진단용 키트. Wherein the biomarker composition comprises a biomarker composition containing an exosome and is at least one selected from the group consisting of RT-PCR kits, microarray chip kits, DNA kits, and protein chip kits. Kit for simultaneous diagnosis of brain toxicity. (a) 생물학적 시료로부터 엑소좀을 분리하는 단계; 및
(b) 상기 엑소좀의 양을 확인하는 단계;를 포함하는 간, 신장, 심장, 근육 및 뇌에 대한 독성의 동시 진단을 위한 정보제공 방법.
(a) separating the exosome from the biological sample; And
(b) confirming the amount of the exosome. The method for simultaneous diagnosis of liver, kidney, heart, muscle and brain toxicity.
제9항에 있어서, 상기 정보제공 방법은 (c) 상기 엑소좀에서 알부민(albumin), 합토글로빈(haptoglobin), 피브리노겐(fibrinogen), Kim-1(kidney injury molecule 1), 호중구 젤라티나제 결합 리포칼린(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin; NGAL), 심장 트로포닌(Cardiac troponin I; cTnI), 골격근 트로포닌(Skeletal muscle troponin; sTnI) 및 S100 칼슘 결합 단백질(S100 calcium binding protein B; S100B)로 이루어진 군으로부터 선택된 단백질의 발현 수준을 확인하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 간, 신장, 심장, 근육 및 뇌에 대한 독성의 동시 진단을 위한 정보제공 방법. 10. The method according to claim 9, wherein the information providing method comprises the steps of (c) selecting an albumin, haptoglobin, fibrinogen, Kim-1 (kidney injury molecule 1), neutrophil gelatinase A group consisting of Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL), cardiac troponin I (cTnI), skeletal muscle troponin (sTnI) and S100 calcium binding protein B (S100B) And determining the level of expression of the protein selected from the group consisting of: (1) the expression level of the protein selected from the group consisting of the liver, the kidney, the heart, the muscle and the brain. 제9항에 있어서, 상기 (a) 단계의 생물학적 시료는 전혈, 혈청 및 혈장으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 간, 신장, 심장, 근육 및 뇌에 대한 독성의 동시 진단을 위한 정보제공 방법.10. The method according to claim 9, wherein the biological sample in step (a) is at least one selected from the group consisting of whole blood, serum, and plasma. Information delivery method. 제9항에 있어서, 상기 (b) 단계의 엑소좀의 양을 확인하는 방법은 웨스턴블롯팅, 효소면역분석법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA), 방사선면역분석법(radioimmunoassay), 방사면역확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역확산법, 로케트(Ouchterlony) 면역 전기 영동, 조직 면역 염색, 면역 침전 분석(immunoprecipitation assay), 보체 고정분석법(complete fixation assay), FACS(Flow Cytometry) 및 단백질 칩(protein chip)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 간, 신장, 심장, 근육 및 뇌에 대한 독성의 동시 진단을 위한 정보제공 방법. The method according to claim 9, wherein the amount of exosome in step (b) is determined by Western blotting, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay, radioimmunodiffusion Ouchterlony immuno-electrophoresis, tissue immuno staining, immunoprecipitation assay, complete fixation assay, FACS (flow cytometry), and protein chip protein chip). The present invention provides a method for simultaneous diagnosis of toxicity to liver, kidney, heart, muscle and brain. 삭제delete 삭제delete
KR1020140022099A 2014-02-25 2014-02-25 Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same KR101654789B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140022099A KR101654789B1 (en) 2014-02-25 2014-02-25 Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140022099A KR101654789B1 (en) 2014-02-25 2014-02-25 Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150100369A KR20150100369A (en) 2015-09-02
KR101654789B1 true KR101654789B1 (en) 2016-09-06

Family

ID=54242099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140022099A KR101654789B1 (en) 2014-02-25 2014-02-25 Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101654789B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240086862A (en) 2022-12-09 2024-06-19 주식회사 엑소스템텍 Method for quantitative evaluation of exosomes distributed in vivo

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kidney international 70(10): 1847-1857(2006. 10. 4.)
Toxicology letters 225(3): 401-406 (2014. 1. 21.)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240086862A (en) 2022-12-09 2024-06-19 주식회사 엑소스템텍 Method for quantitative evaluation of exosomes distributed in vivo

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150100369A (en) 2015-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6938584B2 (en) Diagnosis of diseases caused by extracellular vesicles
Inder et al. Expression of PTRF in PC-3 Cells modulates cholesterol dynamics and the actin cytoskeleton impacting secretion pathways
Azimzadeh et al. PPAR alpha: a novel radiation target in locally exposed Mus musculus heart revealed by quantitative proteomics
Boysen et al. Identification and functional characterization of pVHL-dependent cell surface proteins in renal cell carcinoma
US20140221496A1 (en) Method of Diagnosis or Prognosis of a Neoplasm Comprising Determining the Level of Expression of a Protein in Stromal Cells Adjacent to the Neoplasm
Ohman et al. Cytosolic RNA recognition pathway activates 14-3-3 protein mediated signaling and caspase-dependent disruption of cytokeratin network in human keratinocytes
Adler et al. Assessment of candidate biomarkers of drug-induced hepatobiliary injury in preclinical toxicity studies
Zhang et al. β-actin as a loading control for plasma-based Western blot analysis of major depressive disorder patients
Feng et al. Protein profile in HBx transfected cells: a comparative iTRAQ-coupled 2D LC-MS/MS analysis
JP6908785B2 (en) Exosome-based lung cancer diagnostic or prognosis marker composition overexpressing the GCC2 gene or protein
Lowe et al. Chronic irradiation of human cells reduces histone levels and deregulates gene expression
Piazzon et al. Urine Fetuin-A is a biomarker of autosomal dominant polycystic kidney disease progression
Lin et al. Avian reovirus S1133-induced apoptosis is associated with Bip/GRP79-mediated Bim translocation to the endoplasmic reticulum
Mina et al. Assessment of drug-induced toxicity biomarkers in the brain microphysiological system (MPS) using targeted and untargeted molecular profiling
JP2010538252A (en) How to identify organ damage
KR101654789B1 (en) Composition for diagnosing organ injury comprising exosome or its protein, and method for diagnosing organ injury using the same
Sahab et al. Analysis of tubulin alpha-1A/1B C-terminal tail post-translational poly-glutamylation reveals novel modification sites
WO2016140388A1 (en) Organ toxicity diagnostic biomarker composition comprising exosome or protein of same and diagnostic method using same
US20170168069A1 (en) Mammalian Dickkopf 3 (DKK3) as Urinary Marker for Chronic Kidney Diseases
Zhao et al. Knockout of UBE2S inhibits the proliferation of gastric cancer cells and induces apoptosis by FAS-mediated death receptor pathway
Martínez‐López et al. POTEE promotes breast cancer cell malignancy by inducing invadopodia formation through the activation of SUMOylated Rac1
US11958885B2 (en) Methods for determining a rapid progression rate of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and restoring phagocytic function of microglia thereof using a NCK-associated protein 1 (NCKAP1) protein or an mRNA thereof
US10155008B2 (en) Use of 15 male fertility related proteins or combination thereof
EP4134671A1 (en) Methylene quinuclidinone companion diagnostics
WO2016186173A1 (en) Method for diagnosing fulminant hepatic failure, and prevention or treatment agent

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190725

Year of fee payment: 4