KR101685034B1 - Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof - Google Patents

Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101685034B1
KR101685034B1 KR1020150051085A KR20150051085A KR101685034B1 KR 101685034 B1 KR101685034 B1 KR 101685034B1 KR 1020150051085 A KR1020150051085 A KR 1020150051085A KR 20150051085 A KR20150051085 A KR 20150051085A KR 101685034 B1 KR101685034 B1 KR 101685034B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
promoter
integrin
rgd
overexpressed
fluorescent protein
Prior art date
Application number
KR1020150051085A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160121276A (en
Inventor
민정준
박승환
최현일
Original Assignee
전남대학교 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 전남대학교 산학협력단 filed Critical 전남대학교 산학협력단
Priority to KR1020150051085A priority Critical patent/KR101685034B1/en
Publication of KR20160121276A publication Critical patent/KR20160121276A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101685034B1 publication Critical patent/KR101685034B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/66Microorganisms or materials therefrom
    • A61K35/74Bacteria
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/705Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • C07K14/70546Integrin superfamily
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12R1/42
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Abstract

본 발명은 암조직 타겟팅 박테리아에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고형암 조직 타겟팅 박테리아 및 그의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to cancer tissue targeting bacteria, and more particularly to solid cancer tissue targeting bacteria and uses thereof.

Description

고형암 조직 타겟팅 박테리아 및 그의 용도{Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof}Solid cancer tissue targeting bacteria and uses thereof Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof

본 발명은 암조직 타겟팅 박테리아에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고형암 조직 타겟팅 박테리아 및 그의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to cancer tissue targeting bacteria, and more particularly to solid cancer tissue targeting bacteria and uses thereof.

대부분의 암은 주로 3가지 치료법, 즉 외과적 수술, 방사선치료 및 화학요법 중 1가지 또는 이들의 조합을 통해 치료되고 있다. 질병 조직을 대부분 제거하는 외과적 수술은 특정 부위, 예컨대 유방, 결장 및 피부에 위치한 종양을 제거하는 데에는 효과적이지만, 척추와 같이 일부 구역에 있는 종양을 치료하거나 백혈병과 같은 분산성 종양 질환을 치료하는 데는 사용할 수 없다. 또한 화학요법은 세포 복제 또는 세포 대사를 붕괴시키며, 흔히 유방, 폐 및 정소의 암을 치료하는데 많이 사용되는데, 종양 질병을 치료하는데 사용되는 전신성 화학요법의 부작용은 암 치료를 받는 환자들에게 가장 문제가 되며, 화학요법에 의한 부작용은 환자의 생명에 큰 영향을 미치며, 치료에 대한 환자의 순응성을 급격하게 변화시킬 수 있다. 또한, 종래의 항암제들은 정상세포까지 죽이는 경우가 많았기 때문에, 최근에는 정상세포에는 작용하지 않고 암세포에만 작용할 수 있는 효과적인 암치료를 위해서는 종양 표적 치료요법의 개발이 시급하다. Most cancers are treated primarily through one of three treatments: surgical surgery, radiation therapy, and chemotherapy, or a combination of these. Surgical operations that remove most diseased tissue are effective at removing tumors located at specific sites, such as breast, colon, and skin, but they can be used to treat tumors in some areas, such as the vertebrae, or to treat disseminated tumor diseases such as leukemia Can not be used. Chemotherapy also disrupts cell replication or cellular metabolism and is often used to treat cancers of the breast, lungs, and testes. The side effects of systemic chemotherapy used to treat tumor diseases are the most problematic . Side effects caused by chemotherapy can have a significant impact on the patient's life and can dramatically change the patient's compliance with treatment. In addition, since conventional anticancer drugs frequently kill normal cells, it is urgent to develop a tumor-targeting therapy for effective cancer therapy that does not act on normal cells but can act only on cancer cells.

본 발명자들은 약독화된 살모넬라 균주를 이용하여 경색 조직에 대하여 특이적으로 타겟팅 되는 박테리아와 경색조직에 약물을 선택적으로 운반하거나 경색조직을 선택적으로 이미징하는 기술을 개발하였다(대한민국 공개특허 제2012-0030391호). 또한, 종양억제 단백질인 cytolysin A와 발광유전자를 약독화된 살모넬라 균주 벡터에 삽입 후 이를 체내 투여하여 종양을 특이적으로 인식하여 치료하고 이 과정을 분자영상을 통해 확인할 수 있는 암세포 표적 치료 방법을 개발하였다(대한민국 공개특허 제2011-0095528호). 종양은 발달하는 동안 혈관형성과 세포성장이 체내 급속도로 진행되기 때문에 종양내부의 혈관형성이 불완전하여 혈류의 속도가 느려지고 산소와 영양분의 공급이 감소한다. 따라서 종양 내부는 저산소증이나 산소결핍이 되어 살모넬라나 대장균과 같은 통성 혐기성 박테리아가 증식하기 적합한 환경을 제공하기 때문이다. 이러한 이유로 약독화된 살모넬라 균주는 표적 종양 치료 물질을 전달하는 벡터로 적합하게 사용된다. 그러나, 상기 종양 표적 박테리아의 경우 대장암 등 일부 고형암을 표적화 및 치료능력이 있으나, 다른 고형암 조직에 대한 표적능 및 치료능을 가지고 있는 항암 박테리아는 현재까지 개발되지 않고 있는 실정이다. The present inventors have developed a technique for selectively delivering a drug to a bacterial and infarct tissue specifically targeted against a infarct tissue or selectively infarcted tissue using the attenuated Salmonella strain (Korean Patent Publication No. 2012-0030391 number). In addition, cytolysin A, a tumor suppressor protein, and a luminescent gene were inserted into the attenuated salmonella strain vector, and then the tumor was specifically recognized by treatment with the body, and a cancer cell targeting treatment method capable of confirming this process through molecular imaging was developed (Korean Patent Publication No. 2011-0095528). During tumor development, angiogenesis and cell growth progress rapidly in the body, resulting in incomplete angiogenesis in the tumor, slowing blood flow and reducing oxygen and nutrient supply. Therefore, the inside of the tumor is hypoxic or oxygen-deficient, and it provides an environment suitable for the growth of tuberous anaerobic bacteria such as Salmonella or E. coli. For this reason, attenuated Salmonella strains are suitably used as vectors for delivering target tumor therapeutic agents. However, the above-mentioned tumor-targeting bacteria have the ability to target and treat some types of solid cancer such as colon cancer, but anti-cancer bacteria having the target ability and therapeutic ability for other solid cancer tissues have not been developed so far.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 효율적으로 암을 치료할 수 있는 고형암 조직 타겟팅 박테리아를 제공을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide a bacteria targeting solid cancer tissue which can effectively treat cancer. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 따르면 프로모터에 작동가능하게 연결된 박테리아 유래의 RGD 모티프를 포함하는 펩타이드를 표면에 제시하도록 유전자 조작된 약독화 살모넬라 균주를 포함하는 인테그린이 과발현된 고형암의 치료용 조성물이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a therapeutic composition for treating solid tumors overexpressing integrin, which comprises a genetically engineered attenuated salmonella strain to present a peptide comprising a bacterial-derived RGD motif operably linked to a promoter on its surface.

상기 조성물에 있어서, 상기 살모넬라 균주는 Salmonella typhimurium, Salmonella choleraesuis 또는 Salmonella enteritidis일 수 있으며, 상기 약독화는 aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC: 449-452), galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relAspoA로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 유전자의 기능상실에 의해 달성될 수 있다. In the above composition, the salmonella strain is Salmonella typhimurium, Salmonella choleraesuis, or may be a Salmonella enteritidis, the attenuation is aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC: 449-452), galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, It can be achieved by guaB, fliD, flgK, flgL, failure of one or more genes selected from the group consisting of relA and spoA.

상기 조성물은 형광단백질 또는 발광효소를 발현하도록 유전자 조작된 균주 일 수 있다. 상기 형광단백질은, 녹색형광단백질, 적색형광단백질, 청색형광단백질, 황색형광단백질, 또는 근적외광형광단백질일 수 있고, 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 발광효소는 원핵 또는 진핵생물 유래의 루시퍼라제 유전자일 수 있으며 박테리아 유래의 루시퍼라제 유전자 또는 반딧불(Photinus pyralis) 루시퍼라제, 바다팬지(Renilla) 루시퍼라제, 메트리디아(Metridia) 루시퍼라제일 수 있고, 상기 박테리아 유래의 루시퍼라제는 Vibrio harveyi(Belas et al., Science, 218: 791-793, 1982), Vibrio fischeri(Engebrecht et al., Cell, 32(3): 773-781, 1983), Photobacterium phosphoreum(Mancini et al., J. Biol. Chem., 263(28): 14308-14314, 1988), P. leiognathi(Delong et al., Gene, 54(2-3): 203-210, 1987), P. luminescens(Frackman et al., J. Bacteriol., 172: 5767-5773, 1990) 또는 Aliivibrio fisheri(Mel'kina et al., Mol. Biol(Mosk)., 45(3): 524-528, 2011) 유래의 루시퍼라제일 수 있다. The composition may be a strain engineered to express a fluorescent protein or a luminescent enzyme. The fluorescent protein may be a green fluorescent protein, a red fluorescent protein, a blue fluorescent protein, a yellow fluorescent protein, or a near-infrared fluorescent protein, and is well known in the art. The luminescent enzyme may be a luciferase gene derived from prokaryotic or eukaryotic cells and may be a luciferase gene derived from bacteria or Photinus pyralis luciferase, Renilla luciferase, Metridia luciferase, Luciferase derived from the bacteria can be obtained from a variety of bacteria including Vibrio harveyi (Belas et al ., Science , 218: 791-793, 1982), Vibrio fischeri (Engebrecht et al ., Cell , 32 (3): 773-781, 1983), Photobacterium phosphoreum (Mancini et al, J. Biol Chem , 263 (28):... 14308-14314, 1988), P. leiognathi (Delong et al, Gene, 54 (2-3):. 203-210, 1987), P. luminescens (Frackman et al ., J. Bacteriol ., 172: 5767-5773, 1990) or Aliivibrio fisheri (Mel'kina et al ., Mol. Biol (Mosk.), 45 (3): 524-528, 2011).

상기 조성물에 있어서, 상기 인테그린은 인테그린αVβ3인 인테그린이 과발현된 고형암일 수 있다. 상기 인터그린이 과발현된 고형암은 유방암, 흑색종, 교모세포종 일 수 있다. In the above composition, the integrin may be a solid cancer which is overexpressed integrin alpha V beta 3 integrin. The solid cancer over-expressing intergreen may be breast cancer, melanoma, glioblastoma.

상기 조성물에 있어서, 프로모터는 유도성 프로모터일 수 있으며, 상기 유도성 프로모터는 tac 프로모터, lac 프로모터, lacUV5 프로모터, lpp 프로모터, pLλ프로모터, pRλ프로모터, rac5 프로모터, amp 프로모터, recA프로모터, SP6 프로머터, trp 프로모터, T7 프로모터, pBAD 프로모터, Tet 프로모터, trc 프로모터, pepT 프로모터, sulA 프로모터, pol 11(dinA) 프로모터, ruv 프로모터, uvrA 프로모터, uvrB 프로모터, uvrD 프로모터, umuDC 프로모터, lexA 프로모터, cea 프로모터, caa 프로모터, recN 프로모터, pagC 프로모터, hip 프로모터, ansB 프로모터 또는 pflE 프로모터일 수 있다.In the above composition, the promoter may be an inducible promoter, and the inducible promoter may be one or more of tac promoter, lac promoter, lacUV5 promoter, lpp promoter, pL? Promoter, pR? Promoter, rac5 promoter, amp promoter, recA promoter, SP6 promoter, a trp promoter, a pBAD promoter, a Tet promoter, a trc promoter, a pepT promoter, a sulA promoter, a pol11 (dinA) promoter, a ruv promoter, an uvrA promoter, an uvrB promoter, an uvrD promoter, umuDC promoter, lexA promoter, cea promoter, caa Promoter, recN promoter, pagC promoter, hip promoter, ansB promoter, or pflE promoter.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGD 펩타이드가 삽입된 OmpA가 포함된 박테리아 발현 플라스미드(pBAD-ompA-RGD)의 개열지도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 S. typhimurium 균주(SLΔppGpp) ompA(outer membrane protein A)에 RGD-4C 펩타이드가 삽입된 구조를 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SLΔppGpp-RGD의 웨스턴블롯팅 결과를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 S. typhimurium 균주의 성장곡선을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 OmpA-RGD 박테리아에 의한 유방암세포인 MCF7 및 MDA-MB-231 세포의 타겟팅 효율을 관찰한 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암세포 MDA-MB-231 세포에서 인테그린 αVβ3-RGD 상호작용의 분석을 나타내는 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암세포인 MCF7 및 MDA-MB-231 세포의 부착능 분석 및 경쟁분석을 나타내는 현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 흑색종 세포인 M21및 M21L 세포의 부착능 분석 및 경쟁분석을 나타내는 현미경 사진이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암세포인 MCF7 및 MDA-MB-231 세포 또는 흑색종 세포인 M21및 M21L 세포의 약독화 S. typhimurium 균주에 따른 부착능 분석 및 경쟁분석의 정량적인 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 동물 모델에 형질전환된 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)의 치료적 효과의 따른 마우스 피하에 있는 종양의 이미지를 나타낸 사진이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 흑색종(MDA-MB-435) 동물 모델에 형질전환된 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)의 치료적 효과의 따른 마우스 피하에 있는 종양의 이미지를 나타낸 사진이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 동물 모델의 종양의 크기 변화를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 흑색종 동물 모델의 종양의 크기 변화를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 마우스 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 흑색종 마우스 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 동물 모델에 형질전환된 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)의 치료적 효과의 따른 마우스 피하에 있는 종양의 박테리아 비침투성 생체발광 사진이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 흑색종 동물 모델에 형질전환된 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)의 치료적 효과의 따른 마우스 피하에 있는 종양의 박테리아 비침투성 생체발광 사진이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 형질전환 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)를 교모세포종 마우스에 주입한 후 시간에 따른 박테리아 생체내 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 형질전환 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)를 흑색종 마우스에 주입한 후 시간에 따른 박테리아 생체내 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 형질전환 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)를 유방암 마우스에 주입한 후 시간에 따른 박테리아 생체내 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 형질전환 약독화 S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD)를 흑색종 마우스에 주입한 후 시간에 따른 박테리아 생체내 분포도를 나타내는 그래프이다.
1 is a cleavage map of a bacterial expression plasmid (pBAD-ompA-RGD) containing OmpA with an RGD peptide inserted according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a structure in which an RGD-4C peptide is inserted into S. typhimurium strain (SL? PpGpp) ompA (outer membrane protein A) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing Western blotting results of SL? PpGpp-RGD according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing growth curves of S. typhimurium strains according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a micrograph showing the targeting efficiency of MCF7 and MDA-MB-231 cells, which are breast cancer cells, by OmpA-RGD bacteria according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a micrograph showing the analysis of integrin [alpha] v [beta] 3-RGD interactions in breast cancer cell MDA-MB-231 cells according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a photomicrograph showing adhesion and competition analysis of MCF7 and MDA-MB-231 cells, which are breast cancer cells, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a micrograph showing the adhesion and competition analysis of melanoma cells M21 and M21L cells according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 9 is a graph showing the results of quantitative analysis of adhesion capacity and competition analysis according to an attenuated S. typhimurium strain of MCF7 and MDA-MB-231 cells or melanoma cells M21 and M21L cells according to an embodiment of the present invention FIG.
10 is a photograph showing an image of a tumor under the mouse according to the therapeutic effect of the transformed attenuated S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) in a breast cancer animal model according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 shows an image of a tumor subcutaneously under the influence of the therapeutic effect of transformed S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) transformed into melanoma (MDA-MB-435) animal model according to an embodiment of the present invention This is the picture shown.
12 is a graph showing a change in size of a tumor in an animal model of breast cancer according to an embodiment of the present invention.
13 is a graph showing a change in size of a tumor in a melanoma animal model according to an embodiment of the present invention.
14 is a graph showing the survival rate of breast cancer mice according to an embodiment of the present invention.
15 is a graph showing melanoma survival rate according to an embodiment of the present invention.
16 is a bacterium impermeable bioluminescence image of a tumor subcutaneously following the therapeutic effect of the transformed attenuated S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) in a breast cancer animal model according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a bacterial impermeable bioluminescent image of a tumor subcutaneously following treatment of a transformed attenuated S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) in a melanoma animal model according to an embodiment of the present invention.
18 is a graph showing the in vivo bacterial distribution of transgenic attenuated S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) according to an embodiment of the present invention after injection into a glioblastoma mouse.
FIG. 19 is a graph showing the in vivo bacterial distribution of transformed attenuated S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) according to an embodiment of the present invention over time after injection into melanoma mice.
FIG. 20 is a graph showing the in vivo bacterial distribution of transformed attenuated S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) according to an embodiment of the present invention after injection into a breast cancer mouse.
FIG. 21 is a graph showing the in vivo bacterial distribution of transformed attenuated S. typhimurium (SL? PpGpp-RGD) according to an embodiment of the present invention over time after injection into melanoma mice.

용어의 정의:Definition of Terms:

본 문서에서 사용되는 용어를 정의하면 하기와 같다.The terms used in this document are defined as follows.

본 문서에서 사용되는 "약독화"는 미생물의 병원성을 감소시키도록 변형시키는 것을 의미한다. 약독화는 미생물을 환자에게 투여한 경우 독성 및 다른 부작용을 감소시킬 목적으로 이루어진다. 약독화 박테리아는 당업계에 공지된 다양한 방법을 통하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 약독화는 박테리아가 숙주세포에서 생존하도록 하는 독성인자(virulence factor)를 결실시키거나 또는 파괴하여 달성된다. 상기 결실 및 파괴는 당업계에 잘 알려져 있으며, 예컨대, 상동성 재조합, 화학적 변이유발, 조사 변이유발 또는 트랜스포존 변이유발 등과 같은 방법에 의해 실시된다. 결실된 경우 약독화를 초래할 수 있는 Salmonella의 독성인자의 예는 다음과 같다: 5'-아데노신 모노포스페이트(Biochenko et al., 1987, Bull. Eksp. Biol. Med. 103: 190-192), 사이토라이신(Libby et al., 1994, Proc. Nati. Acad. Sci. USA 91: 489-493), 디펜신 내성 loci(Fields et al., 1989, Science 243: 1059-62), DNAK(Buchmeier et al., 1990, Science 248: 730-732), 핌브리애(Ernst et al., 1990, Infect. Immun. 58: 2014-2016), GroEL(Buchmeier et al., 1990, Science 248: 730-732), Inv loci(Ginocchio et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5976-5980), 리포단백질(Stone et al., 1992, J. Bacteriol. 174: 3945-3952), LPS(Gianella et al., 1973, J. Infect. Dis. 128: 69-75), PhoP 및 PhoQ(Miller et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 5054-5058), Pho 활성화 유전자(Abshiro et al., 1993, J. Bacteriol. 175: 3734-3743), PhoP 및 PhoQ 조절 유전자(Behlau et al., 1993, J. Bacteriol. 175: 4475-4484), 포린(Tufano et al., 1988, Eur. J. Epiderniol. 4: 110- 114), 독성인자(Loos et al., 1994, Immun. Infekt. 22: 14-19; Sansonetti, 1992, Rev. Prat. 42: 2263-2267). 약독화 박테리아에 대한 내용은 WO 96/40238에 상세하게 개시되어 있으며, 이 특허문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.As used herein, " attenuation "means modifying the pathogenicity of a microorganism to reduce it. Attenuation is done for the purpose of reducing toxicity and other side effects when the microorganism is administered to the patient. The attenuated bacteria may be produced through a variety of methods known in the art. For example, attenuation is achieved by destroying or destroying the virulence factor that causes the bacteria to survive in the host cell. Such deletions and deletions are well known in the art and are carried out by methods such as homologous recombination, chemical mutagenesis, irradiation mutagenesis or transposon mutagenesis. Examples of toxic agents of Salmonella that can lead to attenuation when deleted include: 5'-adenosine monophosphate (Biochenko et al. , 1987, Bull. Eksp. Biol. Med. 103: 190-192) Lysine (Libby et al., 1994, Proc. Nat . Acad. Sci. USA 91: 489-493), diphenxin resistant loci (Fields et al. , 1989, Science 243: 1059-62), DNAK (Buchmeier et al ., 1990, Science 248: 730-732 ), Pim brie lover (Ernst et al, 1990, Infect Immun 58:... 2014-2016), GroEL (Buchmeier et al, 1990, Science 248:. 730-732) , Inv loci (Ginocchio et al ., 1992, Proc Natl Acad Sci USA 89: 5976-5980), lipoprotein (Stone et al ., 1992, J. Bacteriol . 174: 3945-3952), LPS . Gianella et al, 1973, J. Infect Dis 128:.. 69-75), PhoP and PhoQ (Miller et al, 1989, Proc Natl Acad Sci USA 86:..... 5054-5058), Pho activation gene (Abshiro et al, 1993, J. Bacteriol 175:.. 3734-3743), PhoP and PhoQ regulatory genes (Behlau et al, 1993, J. Bacteriol 175:.. 4475-4484), morpholine (Tufano et al,. 1988 , Eur. J. Epiderniol . 4: 110-114 ), toxic factors (Loos et al., 1994, Immun. Infekt., 22: 14-19; Sansonetti, 1992, Rev. Prat. 42: 2263-2267). The contents of attenuated bacteria are described in detail in WO 96/40238, which is incorporated herein by reference.

본 문서에서 사용되는 "박테리아 외막 단백질"은 그람 음성균의 외막에 존재하는 단백질(transmembrane protein)을 의미한다. 박테리아 외막 단백질에는 OmpA(Freudl et al., 1986, J. Biol. Chem., 261(24):11355-11361), OmpC(Inokuchi et al., 2005, Microbiol., 147:2981-2989), OmpF(Inokuchi et al., 2005, Microbiol., 147:2981-2989), OmpG(Subbarao et al., 2006, J. Mol. Biol., 360(4):170-159), OmpT(Stumpe et al., J. Bacteriol., 1998, 170(12):5625-5632), OmpX(Riley et al., 2006, Nucleic. Acids Res., 34:1-6O) omp31(Cassataro et al., 2005, Infect Immun., 73(12):8079-8088), YfiO(Onufryk et al., 2005, J. Bacteriol., 187(13):4552-4561), OpcA(Zhu et al., 2003, J. Clin. Microbiol., 41(1):273-278), HCP1(Zhou et al., 2012, Infect Immun., 80(3):1243-1251), PulD(d'Enfert et al., 1989, J. Biol. Chem., 264(29):17462-17468), TolC(Murholm et al., PLos One, 2009, 4(12):e8458) 등 다양한 단백질이 포함되며, 이들 중 phorin 계열의 박테리아 외막 단백질은 전형적인 β-barrel 구조를 가지고 있는 막통과 단백질(transmembrane protein)으로서 하나 이상의 세포외 루프(extracellular loop)를 가지고 있다.As used herein, "bacterial outer membrane protein" refers to a protein (transmembrane protein) present in the outer membrane of Gram-negative bacteria. Bacterial outer membrane proteins include OmpA (Freudl et al ., 1986, J. Biol. Chem ., 261 (24): 11355-11361), OmpC (Inokuchi et al ., 2005, Microbiol ., 147: 2981-2989) (Inokuchi et al, 2005, Microbiol , 147:.. 2981-2989), OmpG (Subbarao et al, 2006, J. Mol Biol, 360 (4):... 170-159), OmpT (Stumpe et al. , J. Bacteriol ., 1998, 170 (12): 5625-5632), OmpX (Riley et al ., 2006, Nucleic Acids Res ., 34: 1-6O) omp31 (Cassataro et al ., 2005, Infect Immun ., 73 (12): 8079-8088 ), YfiO (Onufryk et al, 2005, J. Bacteriol, 187 (13..):.. 4552-4561), OpcA (Zhu et al, 2003, J. Clin Microbiol , 41 (1): 273-278), HCP1 (Zhou et al ., 2012, Infect Immun ., 80 (3): 1243-1251), PulD (d'Enfert et al ., 1989, J. Biol. Chem ., 264 (29): 17462-17468) and TolC (Murholm et al ., PLos One , 2009, 4 (12): e8458). Among them, phorin- As a transmembrane protein with a barrel structure, It has an extracellular loop.

본 문서에서 사용되는 "RGD 모티프"는 아미노산 모티프 Arg-Gly-Asp 이며, 이는 세포부착(cell attachment)을 매개하는 피브로넥틴(fibronectin) 내의 모티프로 동정되었다. 인터그린 및 세포 표면 단백질 패밀리를 포함하는 다양한 단백질에 존재하며, 이들은 세포 부착 단백질의 수용체로서 역할을 한다. 인테그린의 일부는 그들 리간드 내에서 RGD 모티브로 인식하고, 이들의 결합은 세포-기질(cell-substratum) 및 세포-세포 상호 작용을 모두 매개된다.As used herein, the "RGD motif" is the amino acid motif Arg-Gly-Asp, identified as a motif in fibronectin that mediates cell attachment. Interleukin and cell surface protein families, which serve as receptors for cell adhesion proteins. Some of the integrins are recognized as RGD motifs in their ligands, and their binding mediates both cell-substrate (cell-substratum) and cell-cell interactions.

발명의 상세한 설명:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 관점에 따르면 프로모터에 작동가능하게 연결된 박테리아 유래의 RGD 모티프를 포함하는 펩타이드를 표면에 제시하도록 유전자 조작된 약독화 살모넬라 균주를 포함하는 인테그린이 과발현된 고형암의 치료용 조성물이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a therapeutic composition for treating solid tumors overexpressing integrin, which comprises a genetically engineered attenuated salmonella strain to present a peptide comprising a bacterial-derived RGD motif operably linked to a promoter on its surface.

상기 조성물에 있어서, 상기 살모넬라 균주는 Salmonella typhimurium, Salmonella choleraesuis 또는 Salmonella enteritidis일 수 있으며, 상기 약독화는 aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC: 449-452), galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relAspoA로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 유전자의 기능상실에 의해 달성될 수 있다. In the above composition, the salmonella strain is Salmonella typhimurium, Salmonella choleraesuis, or may be a Salmonella enteritidis, the attenuation is aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC: 449-452), galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, It can be achieved by guaB, fliD, flgK, flgL, failure of one or more genes selected from the group consisting of relA and spoA.

상기 조성물은 형광단백질 또는 발광효소를 발현하도록 유전자 조작된 균주 일 수 있다. 상기 형광단백질은, 녹색형광단백질, 적색형광단백질, 청색형광단백질, 황색형광단백질, 또는 근적외광형광단백질일 수 있고, 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 발광효소는 원핵 또는 진핵생물 유래의 루시퍼라제 유전자일 수 있으며 박테리아 유래의 루시퍼라제 유전자 또는 반딧불(Photinus pyralis) 루시퍼라제, 바다팬지(Renilla) 루시퍼라제, 메트리디아(Metridia) 루시퍼라제일 수 있고, 상기 박테리아 유래의 루시퍼라제는 Vibrio harveyi(Belas et al., Science, 218: 791-793, 1982), Vibrio fischeri(Engebrecht et al., Cell, 32(3): 773-781, 1983), Photobacterium phosphoreum(Mancini et al., J. Biol. Chem., 263(28): 14308-14314, 1988), P. leiognathi(Delong et al., Gene, 54(2-3): 203-210, 1987), P. luminescens(Frackman et al., J. Bacteriol., 172: 5767-5773, 1990) 또는 Aliivibrio fisheri(Mel'kina et al., Mol. Biol(Mosk)., 45(3): 524-528, 2011) 유래의 루시퍼라제일 수 있다. The composition may be a strain engineered to express a fluorescent protein or a luminescent enzyme. The fluorescent protein may be a green fluorescent protein, a red fluorescent protein, a blue fluorescent protein, a yellow fluorescent protein, or a near-infrared fluorescent protein, and is well known in the art. The luminescent enzyme may be a luciferase gene derived from prokaryotic or eukaryotic cells and may be a luciferase gene derived from bacteria or Photinus pyralis luciferase, Renilla luciferase, Metridia luciferase, Luciferase derived from the bacteria can be obtained from a variety of bacteria including Vibrio harveyi (Belas et al ., Science , 218: 791-793, 1982), Vibrio fischeri (Engebrecht et al ., Cell , 32 (3): 773-781, 1983), Photobacterium phosphoreum (Mancini et al, J. Biol Chem , 263 (28):... 14308-14314, 1988), P. leiognathi (Delong et al, Gene, 54 (2-3):. 203-210, 1987), P. luminescens (Frackman et al ., J. Bacteriol ., 172: 5767-5773, 1990) or Aliivibrio fisheri (Mel'kina et al ., Mol. Biol (Mosk.), 45 (3): 524-528, 2011).

상기 조성물에 있어서, 상기 인테그린은 인테그린αVβ3인 인테그린이 과발현된 고형암일 수 있다. 상기 인터그린이 과발현된 고형암은 유방암, 흑색종, 또는 교모세포종 일 수 있다. In the above composition, the integrin may be a solid cancer which is overexpressed integrin alpha V beta 3 integrin. The solid cancer over-expressing intergreen may be breast cancer, melanoma, or glioblastoma.

상기 항암 단백질은 단백질 독소, 암항원에 특이적인 항체 또는 상기 항체의 단편, 종양억제 유전자(tumor suppressor gene)일 수 있다. 이 때, 상기 단백질 독소는 보툴리눔 독소(Botulinum toxin), 테타누스 독소(Tetanus toxin), 시가 독소(Shiga toxin), 디프테리아 독소(Diphtheria toxin, DT), 리신(ricin), 슈도모나스 외독소(Pseudomonas exotoxin, PE), 사이토라이신 A(cytolysin A, ClyA), r-Gelonin일 수 있고, 상기 종양 억제 유전자는 종양의 발생을 억제하는 유전자로서, 대표적으로 VHL(von Hippel-Lindau), APC(Adenomatous polyposis coli), CD95(cluster of differentiation 95), ST5(Suppression of tumorigenicity 5), YPEL3(Yippee like 3), ST7(Suppression of tumorigenicity 7) 및 ST14(Suppression of tumorigenicity 14)를 들 수 있다. The anticancer protein may be a protein toxin, an antibody specific for cancer antigen, or a fragment of the antibody, or a tumor suppressor gene. The protein toxin may be selected from the group consisting of botulinum toxin, Tetanus toxin, Shiga toxin, Diphtheria toxin, DT, ricin, Pseudomonas exotoxin, PE ), Cytolysin A (ClyA), and r-Gelonin. The tumor suppressor gene is a gene that inhibits tumor development. Typically, the tumor suppressor gene is VHL (von Hippel-Lindau), APC (Adenomatous polyposis coli) CD95 (cluster of differentiation 95), ST5 (Suppression of tumorigenicity 5), YPEL3 (Yippee like 3), ST7 (Suppression of tumorigenicity 7) and ST14 (Suppression of tumorigenicity 14).

상기 조성물에 있어서, 프로모터는 유도성 프로모터일 수 있으며, 상기 유도성 프로모터는 tac 프로모터, lac 프로모터, lacUV5 프로모터, lpp 프로모터, pLλ프로모터, pRλ프로모터, rac5 프로모터, amp 프로모터, recA 프로모터, SP6 프로머터, trp 프로모터, T7 프로모터, pBAD 프로모터, Tet 프로모터, trc 프로모터, pepT 프로모터, sulA 프로모터, pol 11(dinA) 프로모터, ruv 프로모터, uvrA 프로모터, uvrB 프로모터, uvrD 프로모터, umuDC 프로모터, lexA 프로모터, cea 프로모터, caa 프로모터, recN 프로모터, pagC 프로모터, hip 프로모터, ansB 프로모터 또는 pflE 프로모터일 수 있다.In the above composition, the promoter may be an inducible promoter, and the inducible promoter may be one or more of tac promoter, lac promoter, lacUV5 promoter, lpp promoter, pL? Promoter, pR? Promoter, rac5 promoter, amp promoter, recA promoter, SP6 promoter, a trp promoter, a pBAD promoter, a Tet promoter, a trc promoter, a pepT promoter, a sulA promoter, a pol11 (dinA) promoter, a ruv promoter, an uvrA promoter, an uvrB promoter, an uvrD promoter, umuDC promoter, lexA promoter, cea promoter, caa Promoter, recN promoter, pagC promoter, hip promoter, ansB promoter, or pflE promoter.

본 발명의 조성물은 비경구로 투여되는 것이 바람직하고, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하주입, 근육 주입, 복강 주입 등으로 투여할 수 있다.The composition of the present invention is preferably administered parenterally, and in the case of parenteral administration, it can be administered by intravenous injection, subcutaneous injection, muscle injection, intraperitoneal injection, or the like.

본 발명의 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 적합한 1일 투여량은, 0.0001-100 mg/kg(체중)이다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수 있다.Suitable dosages of the compositions of the present invention will vary depending on factors such as the formulation method, the manner of administration, the age, weight, sex, pathology, food, time of administration, route of administration, excretion rate and responsiveness of the patient, A skilled physician can readily determine and prescribe dosages effective for the desired treatment or prophylaxis. According to a preferred embodiment of the invention, a suitable daily dosage is 0.0001-100 mg / kg body weight. The administration may be carried out once a day or divided into several doses.

본 발명의 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.The composition of the present invention may be prepared in a unit dose form by formulating it with a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to a method which can be easily carried out by those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Into a multi-dose container. The formulations may be in the form of solutions, suspensions or emulsions in oils or aqueous media, or in the form of excipients, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents.

이하, 첨본 발명을 첨부된 실시예 및 실험예를 통해 보다 자세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예 및 실험예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예 및 실험예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Experimental Examples. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments and examples, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to fully inform the owner of the scope of the invention.

실시예 1: ompA-RGD 발현 구축Example 1 Construction of ompA-RGD Expression

1-1: 본 발명에 사용된 박테리아 균주1-1: The bacterial strain used in the present invention

본 발명에서 relA 유전자 및 spoT 유전자를 결손시켜 ppGpp(Guanosine 5'-diphosphate 3'-diphosphate) 합성능이 결여된 약독화 S. typhimurium 균주(ΔppGpp) SHJ2037는 기탁번호 KCTC 10787BP로 국제기탁기관인 한국생명공학연구원내 유전자은행에 기탁되어 있는 약독화 S. typhimurium 균주(SLΔppGpp), SHJ2037 (relA::cat, spoT::kn)를 사용하였다(Song et al., The Journal of biological chemistry, 279: 34183-341902, 2004). In the present invention, the attenuated S. typhimurium strain (ΔppGpp) SHJ2037 lacking the ability to synthesize ppGpp (guanosine 5'-diphosphate 3'-diphosphate) by deletion of the relA gene and the spoT gene is deposited under the accession number KCTC 10787BP, We used an attenuated strain of S. typhimurium (SLΔppGpp), SHJ2037 (relA :: cat, spoT :: kn) deposited at the Myung Bank (Song et al., The Journal of Biological Chemistry, 279: 34183-341902, 2004).

1-2: pBAD-ompA-RGD 플라스미드 제작1-2: Preparation of pBAD-ompA-RGD plasmid

본 발명에서 외막 단백질인 OmpA의 세 번째 외부 루프에 RGD-4C 펩티드(ACDCRGDCFCG-서열번호 3)가 삽입된 재조합 OmpA를 디자인하고 (RGD-OmpA), 상기 재조합 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 제조하여, 융합 유전자는 pBAD-RLuc8 플라스미드에 RLuc8를 대체하여 pBAD-OmpA-RGD 플라스미드를 제조하였다(도 1 및 2). pBAD-OmpA-RGD 플라스미드를 약독화된 S. typhimurium ΔppGpp 균주(SLΔppGpp)에 전기천공법(electroporation)으로 형질도입시켰다(SLΔppGpp-RGD). 구체적으로, 먼저 ompA 유전자를 S. typhimurium genomic DNA을 주형으로 하여 하기 프라이머로 증폭하였다:In the present invention, a recombinant OmpA (RGD-OmpA) in which an RGD-4C peptide (ACDCRGDCFCG-SEQ ID NO: 3) is inserted into a third outer loop of the outer membrane protein OmpA was designed (RGD-OmpA) to prepare a polynucleotide encoding the recombinant protein, The fusion gene was constructed by replacing RLuc8 with pBAD-RLuc8 plasmid to construct pBAD-OmpA-RGD plasmid (FIGS. 1 and 2). The pBAD-OmpA-RGD plasmid was transformed into the attenuated S. typhimurium ΔppGpp strain (SLΔppGpp) by electroporation (SLΔppGpp-RGD). Specifically, the ompA gene was first amplified with the following primers using S. typhimurium genomic DNA as a template:

5'-CCATGGCAATGAAAAAGACAGCTATCGCGATTGCAGTG-3'(서열번호 1) 및 5'-CCATGGCAATGAAAAAGACAGCTATCGCGATTGCAGTG-3 '(SEQ ID NO: 1) and

5'-GTTTAAACTTAAGCCTGCGGCTGAGTTACAAC-3'(서열번호 2). 5'-GTTTAAACTTAAGCCTGCGGCTGAGTTACAAC-3 '(SEQ ID NO: 2).

그런 다음 OmpA에 RGD가 삽입된 플라스미드 구축을 위하여, 상기 ompA 유전자에 세 번째 loop 부분에 중합효소연쇄반응을 이용하여 EcoRI 과 XhoI 제한효소 인식부위를 넣은 다음, RGD-4C 합성 올리고머(ACDCRGDCFCG; RGD sequence, 서열번호 3)에 상응하는 핵산분자를 EcoRI 과 XhoI으로 절단하여 삽입하였다. 이때 RGD-4C의 대조군으로서 경쟁적 펩타이드(scrambled peptides)인 합성올리고머 AAA-4C (ACDCAAACFCG, 서열번호 4)를 사용하였고, 중합효소연쇄반응은 94℃에서 5분간 전처리, 94℃ 30초, 54℃ 30초 및 72℃ 1분간 30회 및 72℃에서 10분간 연장반응 조건에서 수행하였다. 재조합 DNA는 제한효소 NcoI 및 PmeI를 처리하여 절단하였고, 본 발명에서 종래에 보고된 pBAD-pelB-RLuc8(pBP-Rluc8) 플라스미드에서 RLuc8 유전자를 대체하여 삽입함으로써, pBAD-OmpA-RGD 플라스미드를 제작하였다(Loening AM et al., Protein engineering, design & selection : PEDS, 19: 391-400, 2006)(도 1). 상기 플라스미드의 대조군으로 사용할 벡터인 pBAD-OmpA 및 pBAD-OmpA-AAA 플라스미드를 제조하기 위해, 제한효소 NcoI 및 PmeI를 사용하여 pBAD-Rluc8로부터 Rluc8을 제거하고 ompA 유전자 및 ompA-AAA를 삽입하였다. 박테리아 농도는 100 ㎕의 PBS 안에 3×107 cfu/mouse로 사용하였다. Then, to construct a plasmid in which RGD was inserted into OmpA, Eco RI and Xho I restriction enzyme recognition sites were inserted in the third loop portion of the ompA gene using a polymerase chain reaction. Then, RGD-4C synthetic oligomer (ACDCRGDCFCG; RGD sequence, SEQ ID NO: 3) was digested with Eco RI and Xho I and inserted. The synthetic oligomer AAA-4C (ACDCAAACFCG, SEQ ID NO: 4), which is scrambled peptides, was used as a control for RGD-4C. The polymerase chain reaction was pre-treated at 94 ° C for 5 minutes, Sec and 72 [deg.] C for 1 min and 30 [deg.] C for 10 min. The recombinant DNA was digested with restriction enzymes Nco I and Pme I and inserted into the pBAD-pelB-RLuc8 (pBP-Rluc8) plasmid previously described in the present invention in place of the RLuc8 gene to obtain pBAD-OmpA-RGD plasmid (Loening AM et al., Protein engineering, design & selection: PEDS, 19: 391-400, 2006) (Figure 1). To prepare pBAD-OmpA and pBAD-OmpA-AAA plasmids for use as a control group of the plasmid, Rluc8 was removed from pBAD-Rluc8 using restriction enzymes Nco I and Pme I and the ompA gene and ompA-AAA were inserted . Bacterial concentration was used at 3 x 10 7 cfu / mouse in 100 μl of PBS.

1-3: 웨스턴블롯팅1-3: Western blotting

상기 약독화된 S. typhimurium 균주(SLΔppGpp)에서 RGD-OmpA의 발현은 웨스턴 블롯팅으로 확인하였고, 이때 반응 조건은 하기와 같다. 박테리아 펠렛은 12% 선형 구배-SDS-겔에 전기영동 한 후 니트로셀룰로오스 막(BioRad, 미국)으로 옮겼다. 상기 막은 항-MOMP 단클론항체(1:2000 희석)에 4℃에서 하룻밤 동안 반응한 후 인산완충용액으로 3회 세척 한 후 HRP-결합 항-마우스 이차 항체(1:2,000 희석, Amersham, UK)와 실온에서 2시간 동안 반응시킨 후 인산완충용액으로 3회 세척하였다. 그런다음 루미놀 시약(SantaCruz Biotech,, USA)을 이용하여 면역학적 활성이 있는 단백질을 검출하였다. 그 결과 도 3에서 나타난 바와 같이 항-MOMP 항체를 사용하여37 kD의 OmpA의 발현을 확인하였다. 또한, L-아라비노스 유도 후 OmpA-RGD 융합단백질은 내재성 OmpA 단백질(37-kd) 윗부분에 성공적으로 과발현됨을 확인하였으며, 이는 OmpA-RGD 단백질 과발현이 특이적으로 유도됨을 보여준다. Expression of RGD-OmpA in the attenuated S. typhimurium strain (SL? PpGpp) was confirmed by Western blotting, and the reaction conditions were as follows. The bacterial pellet was electrophoresed on a 12% linear gradient-SDS-gel and then transferred to a nitrocellulose membrane (BioRad, USA). The membrane was incubated overnight at 4 ° C with anti-MOMP monoclonal antibody (1: 2000 dilution), washed three times with phosphate buffered saline, and incubated with HRP-conjugated anti-mouse secondary antibody (1: 2,000 dilution, Amersham, UK) The reaction was carried out at room temperature for 2 hours and then washed three times with phosphoric acid buffer solution. Then, immunologically active proteins were detected using luminol reagent (SantaCruz Biotech, USA). As a result, the expression of OmpA of 37 kD was confirmed using an anti-MOMP antibody as shown in Fig. Furthermore, it was confirmed that the OmpA-RGD fusion protein after L-arabinose induction was successfully overexpressed in the upper part of the intrinsic OmpA protein (37-kd), indicating that OmpA-RGD protein overexpression was specifically induced.

1-4: 박테리아의 성장곡선1-4: Growth curve of bacteria

본 발명에서 야생형 S. typhimurium(SL WT), 약독화 S. typhimurium ΔppGpp 균주(SLΔppGpp) 및 RGD-OmpA 발현이 유도된 형질전환 약독화 S. typhimurium ΔppGpp 균주(SLΔppGpp-RGD)의 성장을 비교하였다. 이때 배양된 박테리아에 pBAD 시스템을 유도하기 위하여, 배양에 0.2% L-아라비노스를 첨가(배양 시작 후 2시간)를 중기 대수증식기(mid-log phase)까지 하였고, 10시간 동안 1 또는 1.5시간 마다 600 nm에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과 도 4에 나타난 바와 같이 성장곡선을 통해, SLΔppGpp-RGD의 성장은 RGD-OmpA 유도에 의해 영향 받지 않음을 확인하였다.In the present invention, the growth of wild-type S. typhimurium (SL WT), attenuated S. typhimurium ΔppGpp strain (SLΔppGpp) and RGD-OmpA expression-induced transformed attenuated S. typhimurium ΔppGpp strain (SLΔppGpp-RGD) were compared. To induce the pBAD system to the cultured bacteria, 0.2% L-arabinose was added to the culture (2 hours after the start of culture) to the mid-log phase, and every 1 or 1.5 hours for 10 hours Absorbance was measured at 600 nm. As a result, it was confirmed that the growth of SL? PpGpp-RGD was not affected by RGD-OmpA induction through the growth curve as shown in Fig.

실시예 2: SLΔppGpp-RGD에 의한 MDA-MB-231 세포의 타겟팅Example 2: Targeting of MDA-MB-231 cells by SL? PpGpp-RGD

2-1: 세포배양2-1: Cell culture

M21 및 M21L(αV 음성) 인간 흑색종암 세포(최학수 Hak Soo Choi 교수 Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School에 의해 제공)는 10% 우태아혈청과 1% 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin)을 포함한 RPMI 1640 배지(GIBCO, 미국)로 5% CO2, 37℃ 조건에서 배양하였다. 또한 MDA-MB-231 및 MCF7 인간 유방암 세포는(HTB-26, HTB-22, ATCC, 미국)로부터 구입하여 사용하였으며, 상기 MDA-MB-231 및 MCF7 인간 유방암 세포는 10% 우태아혈청과 1% 페니실린-스트렙토마이신을 포함한 MEM 배지(Hyclone, 미국)를 사용하여 5% CO2, 37℃ 조건에서 배양하였다. 세포배양시 6-웰 플레이트(3×105 cells/well), 또는 세포배양 플레이트(1×106 cells/dish)에 재부유하여 세포를 뿌려주었다(seeding). 세포가 80% 정도 찰 때마다(대략적으로 2-3일 마다) 배지를 교체하였다.M21 and M21L (α V- negative) human melanoma carcinoma cells (provided by HaSo Choi Choi, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School) were treated with 10% fetal bovine serum and 1% penicillin-streptomycin Were cultured in RPMI 1640 medium (GIBCO, USA) at 5% CO 2 and 37 ° C. MDA-MB-231 and MCF7 human breast cancer cells were purchased from HTB-26, HTB-22, ATCC, USA, and the MDA-MB-231 and MCF7 human breast cancer cells were treated with 10% fetal bovine serum and 1 And cultured in MEM medium (Hyclone, USA) containing 5% penicillin-streptomycin at 5% CO 2 and 37 ° C. Cells were resuspended in 6-well plates (3 × 10 5 cells / well) or cell culture plates (1 × 10 6 cells / dish) to seed cells. The medium was replaced every 80% of the cells (approximately every 2-3 days).

2-2: 종양 세포의 감염2-2: Infection of tumor cells

본 발명에서현미경 관찰을 위한 커버슬립이 있는 6웰에 인간 종양 세포를 깔았다(seeding). 형질전환된 약독화 S. typhimurium 균주(SLΔppGpp-RGD) 배양시 RGD-ompA 발현을 위해 L-아라비노스에 의해 4시간 동안 유도 후에, 박테리아를 모아 세척하고 인산완충용액(pH 7.4)으로 재부유하였다. 모아진 박테리아는 무혈청배지로 다시 2회 세척하고 무혈청배지로 3×108/mL 농도가 되도록 희석하였다. 그런다음 종양세포의 SLΔppGpp-RGD 감염은 2시간 동안 100:1의 감염다중도(MOI, multiplicity of infection)에서 수행하였다. 1:100의 MOI로 감염하기 위해 무혈청배지에 희석된 박테리아를 3×107/well이 되도록 첨가하였고, 5% CO2, 37℃ 습한 상태로 2시간 동안 배양하였다. In the present invention, human tumor cells are seeded in 6 wells with a cover slip for microscopic observation. After induction with L-arabinose for 4 hours for expression of RGD-ompA in the transformed attenuated S. typhimurium strain (SLΔppGpp-RGD), the bacteria were collected and resuspended in phosphate buffer (pH 7.4) . The collected bacteria were again washed twice with serum-free medium and diluted to 3 × 10 8 / mL with serum-free medium. SLΔppGpp-RGD infection of tumor cells was then performed at a multiplicity of infection (MOI) of 100: 1 for 2 hours. Bacteria diluted in serum-free medium were added at 3 × 10 7 / well to infect with a MOI of 1: 100, 5% CO 2 , And cultured at 37 占 폚 for 2 hours in a wet state.

2-3: 면역형광염색을 통한 RGD-OmpA 발현 박테리아에 의한 종양세포의 타켓팅 효율2-3: Targeting efficiency of tumor cells by RGD-OmpA expression bacteria by immunofluorescence staining

박테리아 감염 후에 결합하지 않은 박테리아를 제거하기 위하여 인산완충용액으로 3회 세척한 후 감염된 종양세포는 하기의 면역형광염색법을 따라 수행하였다. 먼저 상기 세포를 실온에서 10분 동안 3.7% 파라포름알데하이드로 고정시켰다. 상기 고정된 세포에 0.1% Triton X-100(Sigma-Aldrich, USA), 5% BSA가 포함된 TBS-T 혼합용액으로 실온에서 1시간 동안 반응시켜 블로킹(blocking)을 수행하였다. 그 후, 1 ㎍/㎖의 DAPI(1:1000 희석, Molecular Probes, USA)를 이용하여 암 조직의 세포핵(청색)을, 5 ㎍/㎖의 phalloidin-555(1:200 희석, Molecular Probes, USA)을 이용하여 세포를 염색하였다. BAS 블로킹 세포는 항-αVβ3 1차 항체(1:100 희석; ab7166, Abcam, USA)를 이용하여 4℃에서 하룻밤동안 염색을 수행하였다. 이어 PBS-T로 3회 세척 후, Alexa Fluor 488(1:500, Invitrogen, USA)가 결합된 2차 항체를 이용하여 실온에서 2시간 동안 반응시키고, Pro-longGold antifade(P36930, Invitrogen, 미국) 시약을 그 위에 첨가하였다. 그후 염색된 세포는 연속적으로 PBS로 세척하고 유리 슬라이드 위에 봉입한 후 FV-1000 공초점 광학 현미경(Fluoview-1000 laser scanning confocal microscope, Olympus, Japan)을 이용하여 염색된 조직을 분석하였다. 각 샘플을 위해 z-축에 0.5 ㎛ 이동하여 20 절편의 합성 이미지를 얻었고, FV10-ASW 2.0 뷰어로 결합하였다. 상기 실험은 독립적으로 3회 수행하였다(도 5). 도 5에서 파란 색은 DAPI에 의해 염색된 핵, 빨간색은 Alexa Fluor 488에 의해 시각화된 인테그린 αVβ3, 초록색은 Salmonella 항체를 이용하여 염색한 것을 나타내며, 가장 우측 패널은 세 가지 이미지의 오버레이된 것을 나타낸다. 그 결과, 도 5에서 나타난 바와 같이, SLΔppGpp-RGD에 의해 감염된 인테그린 αVβ3-양성 MDA-MB-231 세포가 MCF7 세포에 비해 더 강한 형광발광 신호(fluorescence signal)를 나타났다. 종래에 인간 유방암세포 중에 MDA-MB-231 세포는 인테그린 αVβ3를 과발현한다고 알려졌으나(Wang H et al., 2008, Mol. Cancer Ther., 7:1044-1053), MCF7 세포는 인테그린 αVβ3가 결핍되어 있다. 도 6은 MDA-MB-231 세포에서 인테그린 αVβ3-RGD 상호작용을 나타내며, MDA-MB-231 세포의 표면에 인테그린 αVβ3과 같은 위치에 SLΔppGpp-RGD가 존재함을 확인하였다. 이러한 결과는 형질전환 약독화 S. typhimurium(SLΔppGpp-RGD)은 인테그린 αVβ3 integrin이 발현되는 세포를 타겟팅이 가능함을 뒷받침한다. After bacterial infection, the cells were washed three times with phosphate buffer solution to remove unbound bacteria, and the infected tumor cells were then subjected to the following immunofluorescent staining. The cells were first fixed with 3.7% paraformaldehyde for 10 minutes at room temperature. The fixed cells were blocked with TBS-T mixed solution containing 0.1% Triton X-100 (Sigma-Aldrich, USA) and 5% BSA at room temperature for 1 hour. Then, the nucleus (blue) of the cancer tissue was treated with 5 / / ml of phalloidin-555 (1: 200 dilution, Molecular Probes, USA) using 1 쨉 g / ml of DAPI (1: 1000 dilution, Molecular Probes, USA) ) Were used to stain the cells. BAS blocking cells were stained overnight at 4 ° C with anti-α V β 3 primary antibody (1: 100 dilution; ab7166, Abcam, USA). The cells were washed three times with PBS-T and reacted with a secondary antibody conjugated with Alexa Fluor 488 (1: 500, Invitrogen, USA) for 2 hours at room temperature. Pro-long Gold antifade (P36930, Invitrogen, USA) reagent was added thereto. The stained cells were subsequently washed with PBS, sealed on glass slides, and analyzed for stained tissue using a FV-1000 confocal optical microscope (Fluoview-1000 laser scanning confocal microscope, Olympus, Japan). A 20-slice synthetic image was obtained by moving 0.5 [mu] m on the z-axis for each sample and combined with the FV10-ASW 2.0 viewer. The experiment was performed three times independently (Fig. 5). Blue in Figure 5 is a nucleus stained by DAPI, red is the integrin α V β 3, green visualized by Alexa Fluor 488 indicates that the dye using the Salmonella antibody, the right panel is a three image overlay . As a result, as shown in Fig. 5, the integrin [alpha] v [ beta] 3 -positive MDA-MB-231 cells infected by SLΔppGpp-RGD showed stronger fluorescence signals than MCF7 cells. Previously, MDA-MB-231 cells were known to overexpress integrin [alpha] v [ beta] 3 in human breast cancer cells (Wang H et al., 2008, Mol. Cancer Ther. , 7: 1044-1053) V ? 3 is deficient. FIG. 6 shows the integrin? V ? 3 -RGD interaction in MDA-MB-231 cells, confirming the presence of SL? PpGpp-RGD at the same position as integrin? V ? 3 on the surface of MDA-MB-231 cells. These results support that the transgenic attenuated S. typhimurium (SLΔppGpp-RGD) can target cells expressing the integrin α V β 3 integrin.

실시예 3: αVβ3-양성세포에 의한 RGD-제시 박테리아의 결합효율Example 3: Binding efficiency of RGD-expressing bacteria by αVβ3-positive cells

박테리아 표면 상에 제시된 RGD의 기능을 추가적으로 조사하였다. 상기 실시예는 RGD 박테리아가 αVβ3 발현 세포에 잘 달라붙는지 부착정도를 알아보기 위해 바인딩 어세이(binding assay)를 수행하였다. 우선, 유방암세포 MCF7 및 MDA-MB-231 또는 흑색종 세포 M21 및 M21L를 2시간 동안 37℃에서 SLΔppGpp, SLΔppGpp-AAA 또는 SLΔppGpp-RGD 균주와 함께 배양 하였으며, 우선 상기 실시예 2와 유사하게, 면역형광염색방법으로 형광 이미지를 촬영하였다(도 7 및 8). 이때 SLΔppGpp-RGD 균주는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 배양되었고 OmpA-RGD 발현은 L-아라비노스에 의해 유도되었다. RGD 대신에 대조군으로서 SLΔppGpp 및 SLΔppGpp-AAA을 배양하였고 AAA-OmpA 발현 역시 L-아라비노스에 의해 유도되었다. 도 7 및 8에서 파란 색은 DAPI에 의해 염색된 핵, 빨간색은 phalloidin에 의해 염색된 세포내 골격, 초록색은 Salmonella 항체를 이용하여 염색한 것을 나타내며, 가장 우측 패널은 세 가지 이미지의 오버레이된 것을 나타낸다. 그 결과 도 7 및 8에서 나타난 바와 같이, 유방암세포 MCF7 및 흑색종 세포 M21에서, SLΔppGpp-AAA 및 SLΔppGpp에 관련하여 SLΔppGpp-RGD의 상대적인 낮은 결합 효율을 보인 반면, 유방암세포 MDA-MB-231 및 흑색종 세포 M21L에서는 SLΔppGpp 및 SLΔppGpp-AAA와의 배양 후와 비교하여 SLΔppGpp-RGD에 배양 후에 결합 효율이 상당한 정도로 증가하는 것을 확인하였다.The function of RGD presented on the bacterial surface was further investigated. The example was carried out the binding assay (binding assay) The RGD bacteria to determine the adhesion level not to stick well to the α V β 3 expressing cells. First, breast cancer cells MCF7 and MDA-MB-231 or melanoma cells M21 and M21L were incubated with SLΔppGpp, SLΔppGpp-AAA or SLΔppGpp-RGD at 37 ° C. for 2 hours. Fluorescence images were obtained by fluorescence staining (Figs. 7 and 8). At this time, the SLΔppGpp-RGD strain was cultured in the same manner as in Example 2, and OmpA-RGD expression was induced by L-arabinose. Instead of RGD, SLΔppGpp and SLΔppGpp-AAA were cultured as controls and AAA-OmpA expression was also induced by L-arabinose. In Figures 7 and 8, the blue color indicates the nucleus stained with DAPI, the red indicates the intracellular stain stained with phalloidin, the green stained with Salmonella antibody, and the right panel shows overlay of the three images . As a result, as shown in Figs. 7 and 8, in breast cancer cell MCF7 and melanoma cell M21, the relative low binding efficiency of SL? PpGpp-RGD in relation to SL? PpGpp-AAA and SL? PpGpp was shown, whereas breast cancer cells MDA-MB- In the cell M21L, the binding efficiency was significantly increased after incubation with SL? PpGpp-RGD as compared with after culturing with SL? PpGpp and SL? PpGpp-AAA.

이어, 본 발명자들은 상기 박테리아의 암세포 부착 정도를 정략적으로 평가하기 위해, 세포당 부착된 박테리아의 수를 계수하였다. 구체적으로, 상기 계수는SLΔppGpp, SLΔppGpp-AAA 또는 SLΔppGpp-AAA 균주의 종양세포 감염 후 100:1의 MOI에서 하나의 세포에 부착된 박테리아의 평균수를 100 배율 시야각에서 320 μm x 240 μm 영역 내에서의 부착된 박테리아의 수를 계수함으로써 수행되었다. 정확한 전체 세포 수는 커버 슬립의 전체 크기와 정량화 지역에 기초하여 계산하였고, 각 조건별로 세 번 반복 조사하였으며, 적어도 세 번 이상의 분리된 실험을 수행하였다. 그 결과 이때, 본 발명자들은 상기와 같은 박테리아의 인테그린 αVβ3 양성 암세포로의 부착 증가가 실제 인테그린 αVβ3와 RGD 펩타이드 사이의 상호작용에 따른 것인지 조사하기 위하여, 경쟁분석을 수행하였다. 구체적으로, 1 mM의 유리 합성 RGD 펩타이드(아미노산 서열 ACDCRGDCFCG, 서열번호 1)를 먼저 상기 네 가지 암세포에 처리하고 2시간 경과 후 SLΔppGpp-RGD를 처리하였다(도 9). 그 결과, 도 9에 나타난 바와 같이, 유리 합성 RGD 펩타이드 선처리시 유방암세포 MDA-MB-231 및 흑색종 세포 M21L에 대한 SLΔppGpp-RGD의 결합이 저해되었다. 이는 유방암세포 MDA-MB-231 및 흑색종 세포 M21L에 대한 SLΔppGpp-RGD의 선택적 결합(preferential homing)이 RGD에 의한 것이라는 점을 뒷받침한다. Next, the inventors counted the number of bacteria attached per cell in order to evaluate the degree of attachment of the cancer cells to the bacteria. Specifically, the coefficient indicates the average number of bacteria attached to one cell at an MOI of 100: 1 after tumor cell infections of strain SL? PpGpp, SL? PpGpp-AAA or SL? PpGpp-AAA at a magnification of 100 × magnification in a 320 μm × 240 μm area And counting the number of bacteria attached. The exact total cell count was calculated based on the total size of the cover slip and the quantification area, repeated three times for each condition, and at least three separate experiments were performed. As a result, the present inventors conducted a competition analysis to investigate whether the increase in the adhesion of the bacteria to integrin α V β 3 positive cancer cells was due to the interaction between the integrin α V β 3 and the RGD peptide. Specifically, 1 mM of the free synthetic RGD peptide (amino acid sequence ACDCRGDCFCG, SEQ ID NO: 1) was first treated with the four cancer cells and treated with SLΔppGpp-RGD after 2 hours (FIG. As a result, as shown in Fig. 9, binding of SLΔppGpp-RGD to breast cancer cells MDA-MB-231 and melanoma cell M21L was inhibited in pretreatment of the free synthetic RGD peptide. This supports the preferential homing of SL? PpGpp-RGD to breast cancer cells MDA-MB-231 and melanoma cell M21L by RGD.

실시예 4: 암 동물 모델의 제작Example 4: Production of animal model for cancer

5-6주령 웅성 누드(nu/nu) 마우스(20-30 g, 중앙실험동물, 대한민국)를 실험에 이용하였다. 전남대학교 동물연구회에서 승인된 프로토콜 및 NIH(National Institute of Health)에서 발표한 실험동물 사육 및 이용에 대한 가이드(발표 85-23, 개정 1985)에 따라 모든 동물 사육, 실험 및 안락사를 실시하였다. 상기 실시예 1에서 배양한 유방암 세포(MDA-MB-231) 1x107를 수확한 후(harvest), 100 ㎕의 PBS에서 재부유한 후 마우스의 오른쪽 대퇴부(thigh) 피하에 주입하였다. (길이 x 높이 x 넓이)/2의 식을 사용하여 종양의 부피(mm3)를 측정하였다.5-6 week old male nude (nu / nu) mice (20-30 g, Central laboratory animals, Korea) were used for the experiments. All animal breeding, experiments and euthanasia were conducted in accordance with the protocol approved by the Animal Research Association of Chonnam National University and the Guidance on the Rehabilitation and Use of Laboratory Animals (published by the National Institute of Health) (Announcement 85-23, Rev. 1985). 1x10 7 of the breast cancer cells (MDA-MB-231) cultured in Example 1 was harvested, resuspended in 100 μl of PBS, and injected into the right thigh of the mouse. (Mm 3 ) was measured using the equation (length x height x width) / 2.

실험예 1: 항암 효과 분석Experimental Example 1: Anticancer effect analysis

1-1: 암 부피 변화1-1: Cancer volume change

각 그룹별로 마우스(n=14)에 MDA-MB-231 세포(마우스 당 107 cells/100 μl) 및 각 그룹별로 마우스(n=12)에 MDA-MB-435 세포(마우스 당 107 cells/100 μl)를 피하에 주입하였다. 모든 박테리아 균주는 p22 박테리아파지를 사용하여 박테리아 루시퍼라아제(Lux) 오페론으로 형질전환하였다(SLΔppGpp-lux, 및 SLΔppGpp-RGDlux). 종양의 부피가 150 mm3 이 된 후, 종양이 있는 마우스에 SLΔppGpp-lux 및 SLΔppGpp-RGDlux를 투여하였다. 그런 다음, 시간 경과에 따라 유방암 및 흑색종 종양의 크기의 변화를 육안으로 확인하였고(도 10, 도 11) 및 암모델 마우스에서 적출된 종양조직의 부피를 측정하였다(도 12, 도 13). 그 결과, 표면에 RGD 펩타이드가 제시된 유전자 조작 약독화 살모넬라가 처리된 마우스에서 종양 성장은 다른 그룹과 비교하여 현저히 감소하였고, 이들 박테리아는 다른 정상 조직보다 종양조직에 선택적으로 축적됨을 확인할 수 있었다(도 10 내지 15). 또한 도 14 및 도 15은 마우스 생존율을 나타낸 그래프이다. MDA-MB-231 cells (10 7 cells / 100 μl per mouse) and MDA-MB-435 cells (10 7 cells / 100 μl) was subcutaneously injected. All bacterial strains were transformed with the bacterial luciferase (Lux) operon using p22 bacterial phage (SL? PpGpp-lux, and SL? PpGpp-RGDlux). After the volume of the tumor reached 150 mm 3 , tumor-bearing mice were administered SLΔppGpp-lux and SLΔppGpp-RGDlux. Then, changes in the size of breast and melanoma tumors were visually confirmed over time (FIGS. 10 and 11) and the volume of tumor tissues extracted from the cancer model mice was measured (FIGS. 12 and 13). As a result, it was confirmed that the tumor growth was significantly reduced in the mice treated with the genetically modified attenuated Salmonella with RGD peptide on the surface, and these bacteria were selectively accumulated in the tumor tissues rather than other normal tissues 10 to 15). 14 and 15 are graphs showing the mouse survival rate.

1-2: 생체발광 이미지 판독1-2: Reading bioluminescence images

박테리아의 생체발광 이미지 획득을 위해, 형질전환된 SLΔppGpp-RGD를 종양이식 마우스에 주입하고 박테리아 생체 내 발광을 판독하였다. 마취된 실험 동물을 냉각된 화상소자(CCD) 카메라를 장착한 IVIS 이미징 시스템(CaliperLife Sciences)의 빛이 통하지 않는 챔버에 두었다. 생물발광 이미지는 제조사의 지침에 따라 IVIS 이미징 시스템 100을 이용하여 확보하였고 데이터 분석은 리빙 이미지 2.50.1 소프트웨어(Caliper Life Sciences)를 사용하였다. 그결과 루시퍼라아제를 발현하는 박테리아로부터 방출하는 광자를 수집하였고, 1분 동안 통합하였다. 광자의 수를 나타내는 의사 색채 이미지(Pseudo-color images) 리빙 이미지 2.50.1 소프트웨어를 사용하여 마우스의 사진을 겹치게 하였다. 신호 강도에 기초를 둔 수동으로 선택된 강도의 영역은 각 강도의 영역 안에서 최대 광휘(maximum radiance)로 기록되었다. 그 결과 생체 발광 이미지를 통해 SLΔppGpp-lux과 비교하여 MDA-MB-231 및 MDA-MB-435 보유 마우스에서 SLΔppGpp-RGDlux의 종양축척이 현저함을 확인하였다(도 16 및 도 17). 또한 SLΔppGpp-RGDlux 처리의 끝부분 종양은 더 이상 MDA-MB-231 보유 마우스 9 마리 중 3 마리에서 검출되지 않았다. 종양조직에서 광자 플럭스는 SLΔppGpp-lux와 비교하여 SLΔppGpp-RGDlux를 처리한 동물에서 대략 1000배 높게 나타났다. 상기 결과를 통해, 표면에 조작된 S. typhimurium를 처리는 종양 성장 억제에 기인함을 알 수 있었다. 또한 MDA-MB-231 종양 모델에서 박테리아 중재 치료법의 타겟팅 효율이 강화되었음을 나타낸다. For bioluminescent image acquisition of the bacteria, the transformed SL? PpGpp-RGD was injected into tumor-transplanted mice and the bacterial in vivo luminescence was read. Anesthetized laboratory animals were placed in a non-illuminated chamber of an IVIS imaging system (CaliperLife Sciences) equipped with a cooled imaging device (CCD) camera. Bioluminescent images were acquired using the IVIS imaging system 100 according to the manufacturer's instructions and data analysis was performed using Living Image 2.50.1 software (Caliper Life Sciences). As a result, photons emitted from the bacteria expressing luciferase were collected and integrated for 1 minute. Pseudo-color images representing the number of photons The images of the mice were superimposed using the Living Image 2.50.1 software. Areas of manually selected intensity based on signal strength were recorded with maximum radiance in the region of each intensity. As a result, it was confirmed that the tumor scale of SLΔppGpp-RGDlux was remarkable in MDA-MB-231 and MDA-MB-435-bearing mice compared with SLΔppGpp-lux through bioluminescence images (FIGS. 16 and 17). In addition, the end tumors of SL? PpGpp-RGDlux treatment were no longer detected in 3 out of 9 mice bearing MDA-MB-231. Photon fluxes in tumor tissues were approximately 1000-fold higher in animals treated with SLΔppGpp-RGDlux compared to SLΔppGpp-lux. These results suggest that treatment with surface modified S. typhimurium is due to tumor growth inhibition. It also indicates that the targeting efficiency of the bacterial mediation therapy is enhanced in the MDA-MB-231 tumor model.

1-3: 박테리아 감염 후 마우스에서 생물학적 분배(biodistribution study)1-3: Biodistribution study in mice after bacterial infection

본 발명의 일실시예 따라 하기의 종양조직을 균질화한 후 암피실린(50 μg ml-1)를 포함하는 LB 한천 배지에 도말한 후, 밤새 37℃에서 배양한 후 생성된 콜로니를 계수하여 CFU/mg 조직을 계산하였다(각 그룹별 n=5, 도 18 내지 도 21). 도 18은 교모세포종(U87MG), 도 19은 흑색종(M21), 도 20은 유방암세포(MDA-MB-231), 및 도 21은 흑색종(MDA-MB-435)세포에 관한 결과를 나타낸다. 이 때, 종양 조직 외에 다른 조직으로의 박테리아의 표적화 정도를 비교하기 위해 비장 및 간장 조직 역시 상기와 동일하게 균질화하여 박테리아를 계수하였다. 그 결과 도 18 및 도 19의 결과는 교모세포종(U87MG)과 흑색종(M21)의 경우 표적화는 잘 되지만 종양 성장에 관한 감소는 나타나지 않으므로 종양 치료효과를 위해서는 항암단백질을 이용해야함을 확인하였다. 반면, 도 20 및 21에서 나타난 바와 같이, 표면에 RGD 펩타이드가 제시된 유전자 조작 약독화 살모넬라가 처리된 마우스에서 종양 성장은 다른 그룹과 비교하여 현저히 감소하였고, 이들 박테리아는 다른 정상 조직보다 종양조직에 선택적으로 축적됨을 확인할 수 있었다. In accordance with one embodiment of the present invention, the following tumor tissues were homogenized and then plated on an LB agar medium containing ampicillin (50 μg ml -1 ), cultured overnight at 37 ° C., and the resulting colonies were counted to obtain CFU / mg Tissues were calculated (n = 5 for each group, Fig. 18 to Fig. 21). Figure 18 shows the results for glioblastoma (U87MG), Figure 19 for melanoma (M21), Figure 20 for breast cancer cells (MDA-MB-231), and Figure 21 for melanoma (MDA-MB-435) cells . At this time, in order to compare the degree of targeting of bacteria to other tissues other than tumor tissues, spleen and liver tissues were homogenized as above to count bacteria. As a result, the results of FIGS. 18 and 19 show that the glioblastoma (U87MG) and melanoma (M21) are well targeted but do not show any decrease in tumor growth. On the other hand, as shown in Figs. 20 and 21, in the mice treated with the genetically engineered attenuated salmonella with the RGD peptide presented on the surface, the tumor growth was markedly reduced as compared with the other groups, and these bacteria were more selective As shown in Fig.

양방검정 t-test는 대조군과 처리군 사이에 1차적 종양 성장에서 통계적으로 유의미한 차이를 결정하였다. P < 0.05는 모든 분석에 대하여 유의미하게 고려되었다. 생존분석은 Kaplan-Meier 곡선 및 log-rank test를 사용하여 수행하였다. 모든 데이터는 평균ㅁ SD로 나타내었다.The two-tailed t-test determined statistically significant differences in primary tumor growth between the control and treatment groups. P <0.05 was considered significant for all analyzes. Survival analysis was performed using the Kaplan-Meier curve and log-rank test. All data are expressed as mean SD.

본 발명은 상술한 실시예 및 실험예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예 및 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

<110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof <130> PD13-1031 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Salmonella ompA forward <400> 1 ccatggcaat gaaaaagaca gctatcgcga ttgcagtg 38 <210> 2 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Salmonella ompA reverse <400> 2 gtttaaactt aagcctgcgg ctgagttaca ac 32 <210> 3 <211> 11 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> RGD peptide <400> 3 Ala Cys Asp Cys Arg Gly Asp Cys Phe Cys Gly 1 5 10 <210> 4 <211> 11 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> scrambled peptide <400> 4 Ala Cys Asp Cys Ala Ala Ala Cys Phe Cys Gly 1 5 10 <110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof <130> PD13-1031 <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Salmonella ompA forward <400> 1 ccatggcaat gaaaaagaca gctatcgcga ttgcagtg 38 <210> 2 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Salmonella ompA reverse <400> 2 gtttaaactt aagcctgcgg ctgagttaca ac 32 <210> 3 <211> 11 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> RGD peptide <400> 3 Ala Cys Asp Cys Arg Gly Asp Cys Phe Cys Gly   1 5 10 <210> 4 <211> 11 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> scrambled peptide <400> 4 Ala Cys Asp Cys Ala Ala Ala Cys Phe Cys Gly   1 5 10

Claims (13)

프로모터에 작동가능하게 연결된 박테리아 유래의 서열번호 3으로 구성되는 RGD 모티프가 OmpA의 세 번째 외부 루프에 삽입되어 상기 RGD 모티프가 표면에 제시되도록 유전자 조작된 약독화 살모넬라 균주를 포함하는, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.The RGD motif consisting of SEQ ID NO: 3 of the bacteria derived operably linked to a promoter is inserted into the third external loop of OmpA containing a genetically engineered attenuated Salmonella strain such that the RGD motif is present on the surface, integrin α V β 3 overexpressed breast cancer. 제1항에 있어서,
상기 살모넬라 균주는 Salmonella typhimurium, Salmonella choleraesuis 또는 Salmonella enteritidis인, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the Salmonella strain is Salmonella typhimurium , Salmonella choleraesuis, or Salmonella enteritidis , wherein the integrin [alpha] v [ beta] 3 is overexpressed.
제1항에 있어서,
상기 약독화는 aroA, aroC, aroD, aroE, Rpur, htrA, ompR, ompF, ompC: 449-452), galE, cya, crp, cyp, phoP, phoQ, rfaY, dksA, hupA, sipC, clpB, clpP, clpX, pab, nadA, pncB, pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relAspoA로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 유전자의 기능상실에 의해 달성되는, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.
The method according to claim 1,
The attenuation is aroA , aroC , aroD , aroE , Rpur , htrA , ompR , ompF , ompC : 449-452), galE , cya , crp , cyp , phoP , phoQ , rfaY , dksA , hupA , sipC, clpB , clpP , one selected from clpX, pab, nadA, pncB, the group consisting of pmi, rpsL, hemA, rfc, poxA, galU, cdt, pur, ssa, guaA, guaB, fliD, flgK, flgL, relA and spoA or more A composition for treating breast cancer, wherein the integrin [alpha] v [ beta] 3 is overexpressed, which is achieved by loss of function of the gene.
제1항에 있어서,
상기 살모넬라 균주는 형광단백질 또는 발광효소를 발현하도록 유전자 조작된, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the Salmonella strain is genetically engineered to express a fluorescent protein or a luciferase, wherein the integrin [alpha] v [ beta] 3 is overexpressed.
제4항에 있어서,
상기 형광단백질은, 녹색형광단백질, 적색형광단백질, 청색형광단백질, 황색형광단백질, 또는 근적외광형광단백질인, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein said fluorescent protein is overexpressed integrin? V ? 3 which is a green fluorescent protein, a red fluorescent protein, a blue fluorescent protein, a yellow fluorescent protein, or a near-infrared fluorescent protein.
제4항에 있어서,
상기 발광효소는 박테리아 유래의 루시퍼라제 유전자 또는 반딧불(Photinus pyralis) 루시퍼라제, 바다팬지(Renilla) 루시퍼라제, 메트리디아(Metridia) 루시퍼라제인, 인테그린이 과발현된 고형암의 치료용 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein said luminescent enzyme is a bacterial-derived luciferase gene or a composition for the treatment of solid tumors overexpressed with Photinus pyralis luciferase, Renilla luciferase, Metridia luciferase, integrin.
제6항에 있어서,
상기 박테리아 유래의 루시퍼라제는 Vibrio harveyi, Vibrio fischeri, Photobacterium phosphoreum, P. leiognathi, P. luminescens 또는 Aliivibrio fisheri 유래의 루시퍼라제인, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.
The method according to claim 6,
Luciferase in the bacteria is derived from Vibrio harveyi, Vibrio fischeri, Photobacterium phosphoreum , P. leiognathi, P. luminescens or Aliivibrio la Lucifer fisheri derived agent, integrin α V β 3 The composition for the treatment of an over-expressing breast cancer.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 약독화 살모넬라 균주는 단백질 독소, 암항원에 특이적인 항체 또는 상기 항체의 단편, 및 종양억제 유전자(tumor suppressor gene)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 항암 단백질을 발현하도록 추가적으로 유전자 조작된 균주인, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein said Enterococcus Salmonella strain is an additional genetically engineered strain to express an anti-cancer protein selected from the group consisting of a protein toxin, an antibody specific for cancer antigen or a fragment of said antibody, and a tumor suppressor gene, A composition for treating breast cancer in which? V ? 3 is overexpressed.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 프로모터는 유도성 프로모터인, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the promoter is an inducible promoter, wherein integrin [alpha] v [ beta] 3 is overexpressed.
제12항에 있어서, 상기 유도성 프로모터는 tac 프로모터, lac프로모터, lacUV5 프로모터, lpp 프로모터, pLλ프로모터, pRλ프로모터, rac5 프로모터, amp 프로모터, recA프로모터, SP6 프로머터, trp 프로모터, T7 프로모터, pBAD 프로모터, Tet 프로모터, trc 프로모터, pepT 프로모터, sulA 프로모터, pol 11(dinA) 프로모터, ruv 프로모터, uvrA 프로모터, uvrB 프로모터, uvrD 프로모터, umuDC 프로모터, lexA 프로모터, cea 프로모터, caa 프로모터, recN 프로모터, pagC 프로모터, hip 프로모터, ansB 프로모터 또는 pflE 프로모터인, 인테그린 αVβ3이 과발현된 유방암의 치료용 조성물.13. The method of claim 12, wherein the inducible promoter is selected from the group consisting of tac promoter, lac promoter, lacUV5 promoter, lpp promoter, pL? Promoter, pR? Promoter, rac5 promoter, amp promoter, recA promoter, SP6 promoter, trp promoter, T7 promoter, pBAD promoter , The Tet promoter, the trc promoter, the pepT promoter, the sulA promoter, the pol11 (dinA) promoter, the ruv promoter, the uvrA promoter, the uvrB promoter, the uvrD promoter, the umuDC promoter, the lexA promoter, the cea promoter, the caa promoter, the recN promoter, wherein the integrin &lt; RTI ID = 0.0 &gt; V &lt; / RTI &gt; 3 is overexpressed as an &lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; hyp promoter, ansB promoter or pflE promoter.
KR1020150051085A 2015-04-10 2015-04-10 Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof KR101685034B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150051085A KR101685034B1 (en) 2015-04-10 2015-04-10 Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150051085A KR101685034B1 (en) 2015-04-10 2015-04-10 Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160121276A KR20160121276A (en) 2016-10-19
KR101685034B1 true KR101685034B1 (en) 2016-12-09

Family

ID=57250530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150051085A KR101685034B1 (en) 2015-04-10 2015-04-10 Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101685034B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230405131A1 (en) * 2020-10-30 2023-12-21 Industry Foundation Of Chonnam National University Composition for targeting cancer cell, comprising strain expressing monomeric streptavidin, and biotinylated compound
CA3198114A1 (en) * 2020-11-09 2022-05-12 Jung-Joon Min Salmonella strain for prevention and treatment of cancer and use thereof
KR20230066249A (en) * 2021-11-05 2023-05-15 전남대학교산학협력단 A Pharmaceutical composition for preventing or treating of cancer comprising Salmonella strain and immune check point inhibitor as an active ingredient

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001025397A2 (en) * 1999-10-04 2001-04-12 Vion Pharmaceuticals, Inc. Compositions and methods for tumor-targeted delivery of effector molecules
KR20110095528A (en) * 2010-02-19 2011-08-25 전남대학교산학협력단 Tumour specific imageable therapeutic probes comprising salmonella strain
KR101421575B1 (en) * 2012-03-07 2014-07-30 전남대학교산학협력단 Salmonellae having improved inducible gene expression and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160121276A (en) 2016-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nallar et al. Bacteria and genetically modified bacteria as cancer therapeutics: Current advances and challenges
Min et al. Noninvasive real-time imaging of tumors and metastases using tumor-targeting light-emitting Escherichia coli
DE60222910T2 (en) VACCINIA VIRUS FOR DIAGNOSIS AND TREATMENT OF TUMORS
Morrissey et al. Tumour targeting with systemically administered bacteria
CN110248645B (en) Exosome-based anticancer agents
Tangney Gene therapy for cancer: dairy bacteria as delivery vectors
KR101685034B1 (en) Solid cancer tissue targeting bacterium and use thereof
US9339018B2 (en) Selective infarcted-tissue-targeting bacteria and use thereof
KR101434879B1 (en) Cancer tissue targeting microrobot of bacterium base
Broadway et al. Salmonella typhimurium as an anticancer therapy: recent advances and perspectives
Liang et al. Optimized attenuated Salmonella typhimurium suppressed tumor growth and improved survival in mice
CN110747155A (en) Attenuated recombinant engineering bacterium, preparation method and application thereof, and tumor targeted drug
KR20110095528A (en) Tumour specific imageable therapeutic probes comprising salmonella strain
KR101548734B1 (en) Pharmaceutical composition comprising attenuated facultative bacteria and IL for preventing or treating cancer
ZA200400779B (en) Microorganisms and cells for diagnosis and therapyof tumors
KR101421575B1 (en) Salmonellae having improved inducible gene expression and use thereof
KR20150082827A (en) Novel bacterial vector system based on glmS
EP4332228A1 (en) Attenuated salmonella gallinarum strain and use thereof
JP4634710B2 (en) Microorganisms and cells for tumor diagnosis and treatment
EP1914316B1 (en) LIVP strain of vaccinia virus for diagnosis and therapy of tumours
KR20210052337A (en) Tumor Targeting Salmonella gallinarum and Use Thereof
Weerakkody et al. Tumor-Targeting Bacteria: As Vectors, Immunotherapeutic Agents And Tumor-Targeting Probes For Cancer Detection And Therapy
Kumar et al. Recent progress in bacterial-mediated cancer therapy
AU2007231857B2 (en) Microorganisms and cells for diagnosis and therapy of tumors
Hoffman et al. Therapeutic targeting of tumors with imageable GFP-expressing Salmonella typhimurium auxotrophic mutants

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191127

Year of fee payment: 4