KR101794313B1 - Composition comprisin Creb3L1/CrebA protein or polynucleotide encoding the CrebA/CREB3L1 for the prevention or treatment of neurodegenerative disease - Google Patents

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이성배
황대희
정창근
권민지
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Abstract

The present invention relates to a neurodegenerative disease preventing or treating pharmaceutical composition containing a CrebA/CREB3L1 protein or a polynucleotide for encoding the same as an active ingredient. In particular, it has been confirmed that the CrebA/CREB3L1 protein restores a cell membrane loss and a GOP function disorder of a dentrite caused by MJDtr-78Q protein toxicity of the Machado-Joseph disease, inhibits a loss of a C4da neural cell dentrite, restores the shape of a branch of a dentrite, and has a strong correlation of CrebA with vesicle-mediated transportation, membrane structuring, and lipid synthesis inhibited by polyQ toxicity. It has been confirmed that expression of Sec13 and Sec23A related to CREB3L1 and cell membrane transportation is reduced by polyQ toxicity in a human-derived HEK293T cell line. Accordingly, the CrebA/CREB3L1 protein and the nucleotide for encoding the same of the present invention can be useful as a composition for preventing or treating neurodegenerative diseases.

Description

CrebA/CREB3L1 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물{Composition comprisin Creb3L1/CrebA protein or polynucleotide encoding the CrebA/CREB3L1 for the prevention or treatment of neurodegenerative disease}[0001] The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases comprising CrebA / CREB3L1 protein or a polynucleotide encoding the same as an active ingredient.

본 발명은 CrebA/CREB3L1(cAMP-response element binding protein A/cAMP-response element binding protein 3 like 1) 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating a degenerative brain disease comprising CrebA / CREB3L1 (cAMP-response element binding protein 3 like 1) protein or a polynucleotide encoding the same as an active ingredient will be.

신경세포의 수상돌기(dendrite)는 형태학적으로 광범위한 시냅스의 형성을 통해 다양한 신호를 수신하도록 설계되어 있다. 따라서, 적절히 형성된 수상돌기 가지(arbor)는 신경 가소성(neuronal plasticity)에 중요한 다이나믹스를 유지하게 한다. 수상 돌기는 매우 길기 때문에, 직경이 좁음에도 신경의 표면적 대 부피 비율이 천문학적으로 크다. 따라서, 신경세포의 수상돌기에 있는 위성 소기관은 체세포 소기관이 닿지 않는 지역의 기능을 효과적으로 수행하기 위해 이용된다. 수상돌기의 위성 소기관은 핵 주변 표준 세포기관과 기능적으로는 중복되지만 질적으로 구별되는 점이 있다. 이런 차이가 만들어진 원인은, 첫번째로, 제한된 공간 때문에 핵주변에 배치된 endoplasmic reticulum(ER) 또는 Golgi outpost(GOP)와 같은 위성 기관의 소형화를 필요로 하기 때문이고, 또 핵 주변과 수상돌기 말단 영역의 세포환경의 차이 때문이다. Dendrites of neurons are designed to receive a variety of signals through the formation of a wide range of synapses morphologically. Thus, appropriately formed dendritic arbores keep dynamics important for neuronal plasticity. Since the dendrite is very long, the surface area to volume ratio of the nerve is astronomically large even if the diameter is narrow. Thus, satellite organelles in the dendrites of nerve cells are used to effectively perform the function of the area not reachable by somatic organelles. The satellite organ of the dendrites is functionally redundant but qualitatively distinct from the nuclear surrounding standard cell organelles. The reason for this difference is that, first, it requires miniaturization of satellite organs such as endoplasmic reticulum (ER) or Golgi outpost (GOP) placed around the nucleus due to limited space, Because of the difference in cell environment.

비-신경세포의 경우 센트로좀(centrosome)과 골지(Golgi)에 결합된 미세소관 핵화 지점(microtubule nucleation site)이 핵 주변에 존재하지만, 신경세포와 같은 거대한 복합체는 미세소관 핵화 지점이 세포질, 즉 수상돌기의 가지에도 존재한다. GOP는 수상돌기의 가지에 존재하는 미세소관핵을 구성하는 Golgi의 위성기관으로, 미세소관 다이나믹스와 수상돌기 가지(dendritic arbor)의 안정성을 유지하는 역할을 한다. Ori-Mckenny 등은 Drosophila의 신경세포 수상돌기 가지의 분지점(branch point)에 위치하는 GOP의 존재를 보고하고, GOP가 센트로좀이 아닌 말단 지역의 미세소관 핵화의 시작점을 제공한다는 사실을 보고하였다(Ori-Mckenny, 2012, Neuron, 76, 921-930). Drosophila 및 포유류의 신경세포에서 핵주변에 존재하는 Golgi complex(골지체)와 수상돌기에 위치한 GOP의 존재에 대하여, 사람의 해마 신경세포의 경우 첫번째 분지점에 우세하게 분포하며, Drosophila class Ⅳ da 신경세포에는 최종말단 분지점을 포함하는 수상돌기 가지에 우세하게 분포하는 것이 밝혀졌다(Ye et al., 2007, Cell, 24, 717-29). 말단 수상돌기 가지에서는 GOP를 중심으로 액틴 필라멘트(actin filament), 중간섬유(intermediate filament) 또는 미세소관(microtubule)등의 세포골격(cytoskeletone)중합이 일어나 수상돌기 가지를 형성하는 역할을 하며, 이의 재료를 GOP로부터 공급 받으므로, GOP는 수상돌기 말단 가지 형성 및 유지에 핵심적인 역할을 한다. In non-neuronal cells, a microtubule nucleation site, which is bound to the centrosome and Golgi, is present around the nucleus, but a large complex such as a neuron has a microtubule nucleation point in the cytoplasm, It also exists in branches of dendrites. The GOP is a satellite organ of Golgi that constitutes the microtubule nuclei present in the branches of the dendrites, and plays a role in maintaining the microtubule dynamics and the stability of the dendritic arbor. Ori-Mckenny et al. Reported the presence of a GOP located at the branch point of the neuronal dendritic branch of Drosophila , and reported that the GOP provides a starting point for microtubule nucleation in the non-centrosome terminal region (Ori-McKenny, 2012, Neuron, 76, 921-930). In the presence of Golgi complexes and GOPs located in the periphery of the nucleus in Drosophila and mammalian neurons, predominantly in the first horn of human hippocampal neurons, Drosophila class Ⅳ da neurons (Ye et al., 2007, Cell, 24, 717-29). In addition, it is known that the proximal branches of the dendritic spines are distributed predominantly in the dendritic spines. In the distal dendritic branch, cytoskeleton polymerization of actin filaments, intermediate filaments, or microtubules occurs around the GOP to form dendritic branches, and its material Is supplied from the GOP, the GOP plays a key role in formation and maintenance of the tip end of the dendrite.

수상돌기와 수상돌기가시(dendritic spine)는 개체의 전 생애에 걸쳐 변형과 생성을 반복하는 다이나믹한 구조체로, 신경세포의 신호를 전달하는 역할을 하지만, 대다수의 퇴행성뇌질환에서 신경독성에 가장 먼저 반응하여 신경세포의 사멸에 앞서 수상돌기의 손상이 가장 먼저 일어난다. 따라서 이러한 수상돌기의 신경독성에 대한 취약성은, 퇴행성뇌질환의 초기 치료와 예방을 위해 반드시 해결해야 하는 과제이다. The dendritic spine is a dynamic structure that repeats deformation and generation over the life of an individual. It plays a role in signaling neurons, but in the majority of degenerative brain diseases, dendritic spine is the first And the damage of the dendrites occurs first before the nerve cells die. Therefore, the vulnerability of these dendrites to neurotoxicity must be addressed for early treatment and prevention of degenerative brain diseases.

이러한 수상돌기의 손상은 국소적 또는 광범위하게 일어나며, Tau, amyloid-beta, α-synuclein, prion 및 polyQ 등의 단백질 독성에 의해 유발된다. PolyQ, 즉 반복 확장된 글루타민(glutamin, Q)을 가지는 단백질은 polyQ disease라고 불리우는 다섯가지의 퇴행성 뇌질환의 원인이 된다. PolyQ가 생성되는 원인은 정확하게 알려지지 않았으나, 유전자 수준에서 DNA의 손상 또는 이의 회복과정에 문제가 생겨 글루타민(Q)를 코딩하는 'CAG'가 반복 팽창됨으로써 생겨난다. PolyQ disease에 속하는 다섯가지 질환은, 척수운동소뇌실증 1, 2, 6, 7, 17형(spinocerebellar ataxias(SCA) types 1, 2, 6, 7, 17), 마차도-조셉 질환(Machado-Joseph disease, MJD/SCA3), 헌팅턴병(Huntington's disease), 치상핵적핵담창구 시상하핵 위축증(dentatorubral pallidoluysian atrophy, DRPLA) 및 X-연관 척수성 근육위축증 1(spinal and bulbar muscular atrophy, X-linked 1, SMAX1/SBMA)으로, 주로 소뇌 또는 소뇌와 척수를 잇는 신경세포가 손상되어 근경련, 운동실조증, 무도성 무정위 운동증 등의 운동기능 이상 증상을 보인다. PolyQ disease의 치료는 다른 퇴행성뇌질환과 마찬가지로 뚜렷한 치료법이 없고 병의 진행을 완화하는 약물요법이나 물리치료에 의존하는 실정이며, 염색체 이상에 의해 발병하므로 유전가능성이 매우 높아 새로운 치료제 개발이 시급한 실정이다. Damage to these dendrites occurs locally or extensively and is caused by protein toxicity such as Tau, amyloid-beta, α-synuclein, prion, and polyQ. PolyQ, a protein with repeatedly extended glutamine (Q), is responsible for five degenerative brain diseases called polyQ disease. The cause of PolyQ is not known precisely, but is caused by the repeated expansion of 'CAG' encoding glutamine (Q) due to DNA damage or recovery process at the gene level. Five diseases belonging to PolyQ disease were spinal cord, cerebellar demonstration, spinocerebellar ataxias (SCA) types 1, 2, 6, 7 and 17, Machado-Joseph disease , MJD / SCA3), Huntington's disease, dentatorubral pallidoluysian atrophy (DRPLA) and X-linked spinal muscular atrophy (X-linked 1, SMAX1 / SBMA ), And neuronal cells connecting the cerebellum or cerebellum with the spinal cord are damaged, resulting in abnormal motor function such as muscle spasm, ataxia, and mood swings. The treatment of PolyQ disease is similar to other degenerative brain diseases, and there is no definite treatment. It depends on pharmacotherapy or physiotherapy to alleviate the disease progression. It is very likely to develop due to chromosomal abnormality and development of new therapeutic agent is urgent .

Drosophila 의 CrebA(cAMP-response element binding protein A)는 사람의 CREB3L1(cAMP-response element binding protein 3 like-1)과 이종상동유전자(ortholog)로, CRE(cAMP-response element)와 결합하여 전사수준에서 유전자의 발현을 조절하는 광범위한 전사조절인자이다. CREB는 CREB1, CREB2, CREB3, CREB5, CREB3L1, CREB3L2, CREB3L3 및 CREB3L4 등 여러 서브타입이 있으며 그 중 CREB3L1은 시상하부에서 바소프레신(vasopressin) 유전자 발현을 조절하고(Greenwood M. et al., 2014, J Neurosci. 34, 3810-3820), glioma cell의 extracellular matrix를 유지하고 세포이동을 조절한다는 것이 개시되어 있으나(Vellanki et al., 2013, PlosOne, 8, e54060), CREB3L1의 신경세포 보호효과 또는 퇴행성뇌질환 치료효과에 관한 보고는 전무하다. The cAMP-response element binding protein A (CREBA) of Drosophila binds to the cAMP-response element (CRE) in human CREB3L1 (cAMP-response element binding protein 3 like-1) and a heterologous homologue Lt; RTI ID = 0.0 > regulatory < / RTI > CREB3L1 regulates the expression of vasopressin gene in the hypothalamus (Greenwood M. et al., 2014, J). In addition, CREB3L1 regulates vasopressin gene expression in the hypothalamus (Vellanki et al., 2013, Plosone, 8, e54060), the protective effect of CREB3L1 on neuronal cells or the degenerative brain There is no report on the effect of the disease treatment.

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 퇴행성뇌질환의 예방 또는 치료법을 개발하기 위하여, 수상돌기 소실의 회복을 통한 퇴행성뇌질환 예방 또는 치료를 위한 새로운 물질로 CrebA/CREB3L1단백질을 제시하고자 하며, Machado-Joseph disease의polyQ 독소인 MJDtr-78Q를 과발현하는 초파리가 polyQ 독성으로 유발된 수상돌기의 GOP기능장애에 의한 소포매개수송, 막구조화 및 지질합성 저해로 인해 원형질막이 소실되고, 이로 인해 C4da 신경세포에의 수상돌기가 소실되는 것을 확인한 뒤, CrebA/CREB3L1단백질의 과발현에 의해 GOP 기능장애와 원형질막 공급이 회복되고, 수상돌기의 형태를 회복시키는 것을 확인함으로써, CrebA/CREB3L1 단백질이 polyQ 독성에 의한 퇴행성뇌질환 예방 또는 치료효과가 있음을 규명하여 본 발명을 완성하였다. Under these circumstances, the present inventors intend to present a CrebA / CREB3L1 protein as a novel substance for the prevention or treatment of degenerative brain diseases through the recovery of dendritic loss, to develop a preventive or therapeutic method for degenerative brain diseases. Machado-Joseph disease The polyQ toxin MJDtr-78Q overexpressed Drosophila is destroyed by the vesicle-mediated transport, membrane structure and lipid synthesis inhibition by the GOP dysfunction of polyQ toxin-induced dendrites, resulting in loss of plasma membrane After confirming the disappearance of the protuberances, CrebA / CREB3L1 protein overexpression restored GOP dysfunction and plasma membrane supply and restored dendritic morphology. Thus, CrebA / CREB3L1 protein prevented degenerative brain disease caused by polyQ toxicity Or therapeutic effect of the present invention, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 CrebA/CREB3L1(cAMP-response element-binding protein/cAMP-response element-binding protein 3 like 1) 단백질 또는 이를 암호화 하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases containing CrebA / CREB3L1 (cAMP-response element-binding protein 3 like 1) protein or a polynucleotide encoding the same as an active ingredient To provide a composition.

상기목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 CrebA/CREB3L1(cAMP-response element-binding protein/cAMP-response element-binding protein 3 like 1)단백질 또는 이를 암호화 하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for treating a degenerative brain disorder comprising CrebA / CREB3L1 (cAMP-response element-binding protein 3 like 1) protein or a polynucleotide encoding the same, Or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

또한, 본 발명은 CrebA/CREB3L1 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다. The present invention also provides a pharmaceutical composition for the prevention and treatment of degenerative brain diseases comprising, as an active ingredient, a vector comprising a polynucleotide encoding CrebA / CREB3L1 protein.

또한, 본 발명은In addition,

1) CrebA/CREB3L1 발현 세포주에 피검물질을 처리하는 단계;1) treating the test substance with a CrebA / CREB3L1 expressing cell line;

2) 단계 1)의 처리된 세포주에서 CrebA/CREB3L1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및2) measuring the expression level of CrebA / CREB3L1 protein or mRNA in the treated cell line of step 1); And

3) 단계 2)의 CrebA/CREB3L1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 피검물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 증가된 피검물질을 선별하는 단계를 포함하는 퇴행성뇌질환 치료제 후보물질의 스크리닝 방법을 제공한다. 3) selecting a test substance whose expression level of CrebA / CREB3L1 protein or mRNA of step 2) is increased compared to a control group not treated with the test substance.

본 발명에서, Machado-Joseph disease의 polyQ 독소인 MJDtr-78Q을 발현하는 초파리에 CrebA/CREB3L1(cAMP-response element-binding protein/cAMP-response element-binding protein 3 like 1)단백질을 과발현한 결과, polyQ 독성에 의한 수상돌기의 GOP기능장애 및 원형질막 소실을 회복시키고, C4da 신경세포 수상돌기의 소실을 억제하며, 수상돌기 가지의 형태를 회복시키는 것을 확인하였고, polyQ 독성으로 저해된 소포매개수송, 막구조화, 지질합성과 CrebA이 강하게 연관되어 있는 것을 확인하였으며, 사람유래 HEK293T 세포주에서 CREB3L1 및 세포막 수송과 관련된 Sec13 및 Sec23A의 발현이 polyQ독성에 의해 감소하는 것을 확인함으로써, 본 발명의 CrebA/CREB3L1 단백질 및 이를 암호화하는 뉴클레오티드는 퇴행성뇌질환에 예방 및 치료용 조성물로써 유용하게 사용될 수 있다.In the present invention, overexpression of CrebA / CREB3L1 (cAMP-response element-binding protein 3 like 1) protein in Drosophila expressing MJDtr-78Q, a polyQ toxin of Machado-Joseph disease, It was confirmed that the dysfunctional dendritic dysfunction restored the GOP dysfunction and plasma membrane loss, restrained the disappearance of C4da neuron dendrites, restored the morphology of the dendritic spines, and suppressed polyQ mediated vesicle mediated transport, membrane structuring , It was confirmed that lipid synthesis and CrebA were strongly related to each other. By confirming that expression of CREB3L1 and Sec13 and Sec23A related to cell membrane transport in humans-derived HEK293T cell line were reduced by polyQ toxicity, CrebA / CREB3L1 protein of the present invention and Encoding nucleotides can be usefully used as a composition for preventing and treating degenerative brain diseases.

도 1은 MJDtr-78Q 과발현 초파리(Drosophilla)에서 polyQ 독성에 의한 C4da 신경세포의 수상돌기 손상을 나타낸 도이다.
도 2는 MJDtr-78Q 과발현 초파리에서 polyQ 독성에 의한 C4da 신경세포의 수상돌기 원형질막 및 GOP 소실을 나타낸 도이다.
도 3은 MJDtr-78Q 과발현 초파리의 머리에서 추출한 mRNA를 이용한 genome-wide mRNA-wequencing 분석결과를 나타낸 도이다.
도 4는 CrebA/CREB3L1의 polyQ 독성에 의한 GOP소실 회복 효과를 나타낸 도이다.
도 5는 CrebA/CREB3L1의 polyQ 독성으로 저해된 원형질막 공급 회복효과를 나타낸 도이다.
도 6은 CrebA/CREB3L1 및 Rac1의 polyQ 독성으로 파괴된 수상돌기 형태 회복 효과를 나타낸 도이다.
1 is a diagram showing the C4da dendrites of nerve cells damaged by polyQ toxicity from overexpression of the Drosophila MJDtr-78Q (Drosophilla).
FIG. 2 is a diagram showing the dendritic plasma membrane and GOP disappearance of C4da neuron by polyQ toxicity in MJDtr-78Q overexpressing Drosophila.
FIG. 3 shows the result of genome-wide mRNA-wequencing analysis using mRNA extracted from the head of MJDtr-78Q overexpressing Drosophila.
4 is a graph showing the effect of CrebA / CREB3L1 on the recovery of GOP disappearance due to polyQ toxicity.
Fig. 5 is a graph showing the recovery effect of CrebA / CREB3L1 inhibited by polyQ toxicity.
FIG. 6 is a graph showing the recovery effect of the water dendritic structure destroyed by polyQ toxicity of CrebA / CREB3L1 and Rac1. FIG.

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

본 발명은 CrebA/CREB3L1(cAMP-response element-binding protein/cAMP-response element-binding protein 3 like 1)단백질 또는 이를 암호화 하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of degenerative brain diseases containing CrebA / CREB3L1 (cAMP-response element-binding protein 3 like 1) protein or a polynucleotide encoding the same as an active ingredient .

상기 퇴행성뇌질환은 척수운동소뇌실증 1, 2, 6, 7, 17형(spinocerebellar ataxias(SCA) types 1, 2, 6, 7, 17), 마차도-조셉 질환(Machado-Joseph disease, MJD/SCA3), 헌팅턴병(Huntington's disease), 치상핵적핵담창구 시상하핵 위축증(dentatorubral pallidoluysian atrophy, DRPLA) 및 X-연관 척수성 근육위축증 1(spinal and bulbar muscular atrophy, X-linked 1, SMAX1/SBMA) 또는 근위축성측삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. These degenerative brain diseases include spinocerebellar ataxias (SCA) types 1, 2, 6, 7 and 17, Machado-Joseph disease (MJD / SCA3) ), Huntington's disease, dentatorubral pallidoluysian atrophy (DRPLA), and X-linked spinal muscular atrophy (X-linked 1, SMAX1 / SBMA) or amyotrophic And amyotrophic lateral sclerosis.

또한, 본 발명은 CrebA/CREB3L1 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다. The present invention also provides a pharmaceutical composition for the prevention and treatment of degenerative brain diseases comprising, as an active ingredient, a vector comprising a polynucleotide encoding CrebA / CREB3L1 protein.

상기 Creb/CREB3L1 단백질은 1)내지 3)의 아미노산 서열로부터 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열을 갖는 것이 바람직하다: It is preferable that the Creb / CREB3L1 protein has any one of amino acid sequences selected from the amino acid sequences of 1) to 3)

1) 서열번호 1(NCBI Accession number AAH14097)로 기재되는 아미노산 서열;1) an amino acid sequence described by SEQ ID NO: 1 (NCBI Accession number AAH14097);

2) 서열번호 1로 기재된 아미노산 서열의 일부 아미노산 서열; 또는2) a partial amino acid sequence of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; or

3) 서열번호 1과 80% 이상의 상동성을 나타내는 아미노산 서열. 3) an amino acid sequence having 80% or more homology with SEQ ID NO: 1.

상기 CrebA/CREB3L1 단백질은 신경세포 수상돌기의 소실, 수상돌기 원형질막의 소실, Golgi outpost 기능장애를 억제하는 것을 특징으로 한다. The CrebA / CREB3L1 protein is characterized by the disappearance of neuronal dendritic cells, loss of the dendritic plasma membrane, and inhibition of Golgi outpost dysfunction.

상기 CrebA/CREB3L1 단백질은 소포매개수송(vesicle-mediated transport), 막 구조화(membrane organization) 또는 지질합성(lipid biosynthetic process)을 증가시키는 것을 특징으로 한다. The CrebA / CREB3L1 protein is characterized by increased vesicle-mediated transport, membrane organization or lipid biosynthetic process.

상기 CrebA/CREB3L1 단백질은 Rac1 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the CrebA / CREB3L1 protein further comprises a Rac1 protein or a polynucleotide encoding the Rac1 protein.

상기 CrebA/CREB3L1 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터는 인체 또는 동물세포에서 발현되는 선형 DNA, 플라스미드 벡터, 바이러스성 발현벡터를 포함하는 벡터 또는 재조합 레트로바이러스(retrovirus) 벡터, 재조합 아데노바이러스(adenovirus) 벡터, 재조합 아데노 부속 바이러스(adeno-associated virus, AAV) 벡터, 재조합 헤르페스 심플렉스 바이러스(herpes simplex virus) 벡터 또는 재조합 렌티바이러스(lentivirus) 벡터를 포함하는 재조합 바이러스 벡터인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The vector comprising the CrebA / CREB3L1 polynucleotide may be a vector comprising a linear DNA, a plasmid vector, a viral expression vector, or a recombinant retrovirus vector, a recombinant adenovirus vector, a recombinant vector, But is not limited to, a recombinant viral vector comprising an adeno-associated virus (AAV) vector, a recombinant herpes simplex virus vector or a recombinant lentivirus vector.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 Machado-Joseph disease의 polyQ 독소인 MJDtr-78Q을 발현하는 초파리의 C4da 신경세포가 polyQ 독성에 의해 수상돌기가 소실되는 것을 확인하였고(도 1 참조), GOP(Golgi outposts) 기능장애에 의해 원형질막이 소실되며(도 2참조), genome-wide mRNA sequencing 분석 결과 polyQ 독성에 의해 소포매개수송, 막구조화 및 지질합성이 저해되는 것을 확인하였고(도 3참조), 상기 소포매개수송, 막구조화 및 지질합성이 CrebA와 강하게 연관되 있는 것을 확인하였으며, MJDtr-78Q발현 초파리에 CrebA/CREB3L1 단백질을 과발현하여 중간골지체의 발현과 수상돌기 가지의 GOP수가 증가된 것을 확인하여 polyQ 독성에 의한 수상돌기의 GOP기능장애가 회복되는 것을 확인하였다(도 4 참조). 또한, MJDtr-78Q와 CrebA를 모두 발현하는 초파리에서 원형질막에 위치하는 CD4-tdGFP가 증가하고 CrebA가 소포체(ER)에서 골지체(Golgi complex)로의 분비경로를 조절함으로써 원형질막 소실을 억제하는 것을 확인하였고(도 5참조), CrebA가 C4da 신경세포 수상돌기의 소실을 막고 수상돌기 가지의 형태를 회복시키는 것을 확인하였고(도 6참조), 사람유래 HEK293T 세포주에서 CREB3L1 및 세포막 수송과 관련된 Sec13 및 Sec23A의 발현이 polyQ독성에 의해 감소하는 것을 확인하였다. (도 5참조). In a specific example of the present invention, the present inventors confirmed that dendritic cells were lost due to polyQ toxicity of Drosophila C4da neurons expressing polyQ toxin MJDtr-78Q of Machado-Joseph disease (see FIG. 1) (See FIG. 2), the genome-wide mRNA sequencing analysis revealed that the polyQ toxicity inhibited vesicle-mediated transport, membrane structure, and lipid synthesis (see FIG. 3) It was confirmed that the vesicle-mediated transport, membrane structure and lipid synthesis were strongly associated with CrebA. Overexpression of CrebA / CREB3L1 protein in MJDtr-78Q-expressing Drosophila showed that the expression of the medium Golgi and the number of GOPs of the dendritic branch were increased it was confirmed that the GOP dysfunction of the water dendrite caused by polyQ toxicity was restored (see Fig. 4). In addition, it has been confirmed that CD4-tdGFP located in the plasma membrane increases in Drosophila expressing both MJDtr-78Q and CrebA and that CrebA regulates secretion pathway from the ER to the Golgi complex to suppress plasma membrane loss 5), it was confirmed that CrebA inhibited the disappearance of the C4da neuron dendrites and restored the dendritic branch shape (see FIG. 6), and the expression of CREB3L1 and Sec13 and Sec23A associated with cell membrane transport in the human derived HEK293T cell line and decreased by polyQ toxicity. (See FIG. 5).

따라서 상기의 결과로부터, CrebA/CREB3L1 유전자 또는 단백질의 발현 증가는 polyQ 독성에 의해 손상된 GOP의 기능장애와 세포막수송을 회복시키고, 원형질막 및 수상돌기의 소실을 억제시키며, 수상돌기 가지의 형태를 회복시키므로, CrebA/CREB3L1 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드는 퇴행성뇌질환의 예방 또는 치료를 위한 약학적 조성물의 유효성분으로서 유용하게 사용될 수 있다. Therefore, it is clear from the above results that the increased expression of CrebA / CREB3L1 gene or protein restores the function of GOP damaged by polyQ toxicity and cell membrane transport, suppresses the disappearance of the plasma membrane and dendrites, , CrebA / CREB3L1 protein or a polynucleotide encoding the same may be usefully used as an active ingredient of a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of degenerative brain diseases.

본 발명의 조성물은 또한 생물학적 제제에 통상적으로 사용되는 담체, 희석제, 부형제 또는 둘 이상의 이들의 조합을 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용 가능한 담체는 조성물을 생체 내 전달에 적합한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc. 에 기재된 화합물, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로스 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 이용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주이용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 당 분야의 적정한 방법으로 또는 Remington's Pharmaceutical Science(Mack Publishing Company, Easton PA, 18th, 1990)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.  Compositions of the present invention may also include carriers, diluents, excipients, or a combination of two or more thereof commonly used in biological formulations. The pharmaceutically acceptable carrier is not particularly limited as long as the composition is suitable for in vivo delivery, for example, Merck Index, 13th ed., Merck & Inc. A buffered saline solution, a buffer solution, a dextrose solution, a maltodextrin solution, glycerol, ethanol, and one or more of these components may be mixed and used, and if necessary, an antioxidant, a buffer, Conventional additives may be added. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants may be additionally added to formulate into main dosage forms such as aqueous solutions, suspensions, emulsions, etc., pills, capsules, granules or tablets. Further, it can be suitably formulated according to each disease or ingredient, using the method disclosed in Remington's Pharmaceutical Science (Mack Publishing Company, Easton PA, 18th, 1990) in a suitable manner in the art.

본 발명의 조성물에 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다. 본 발명의 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 단백질을 0.0001 내지 10 중량%로, 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%를 포함한다.The composition of the present invention may further contain one or more active ingredients showing the same or similar functions. The composition of the present invention contains 0.0001 to 10% by weight, preferably 0.001 to 1% by weight of the protein, based on the total weight of the composition.

본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 비경구 투여(예를 들어 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)하거나 경구 투여할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다. 본 발명에 따른 조성물의 일일 투여량은 0.0001 ~ 10 ㎎/㎖이며, 바람직하게는 0.0001 ~ 5 ㎎/㎖이며, 하루 일 회 내지 수회에 나누어 투여하는 것이 더욱 바람직하다.The composition of the present invention may be administered orally or parenterally (for example, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally or topically) orally, and the dose may be appropriately determined depending on the body weight, age, sex, The range varies depending on diet, administration time, method of administration, excretion rate, and severity of the disease. The daily dose of the composition according to the present invention is 0.0001 to 10 mg / ml, preferably 0.0001 to 5 mg / ml, more preferably administered once to several times a day.

본 발명의 CrebA/CREB3L1 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터의 경우 0.05 내지 500 ㎎을 함유하는 것이 바람직하고, 0.1 내지 300 ㎎을 함유하는 것이 더욱 바람직하며, CrebA/CREB3L1 단백질을 암호화는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 바이러스의 경우, 103~1012IU (10 내지 1010 PFU)를 함유하는 것이 바람직하고, 105내지 1010IU를 함유하는 것이 더욱 바람직하다. The vector containing the polynucleotide encoding the CrebA / CREB3L1 protein of the present invention preferably contains 0.05 to 500 mg, more preferably 0.1 to 300 mg, and the CrebA / CREB3L1 protein encoding polynucleotide It is preferable that the recombinant viruses contain 10 3 to 10 12 IU (10 to 10 10 PFU), more preferably 10 5 to 10 10 IU.

또한, 본 발명의 CrebA/CREB3L1 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 유효성분으로 함유하는 조성물의 유효 용량은 체중 1 ㎏당 벡터의 경우에는 0.05 내지 12.5 ㎎/㎏, 재조합 바이러스의 경우에는 107내지 1011 바이러스 입자(105 내지 109 IU)/㎏이고, 바람직하게는 벡터의 경우에는 0.1 내지 10 ㎎/㎏, 재조합 바이러스의 경우에는 108 내지 1010 입자(106 내지 108 IU)/㎏이며, 하루 2 내지 3회 투여될 수 있다. 상기와 같은 조성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 환자의 상태 및 질환의 발병 정도에 따라 변할 수 있다. In addition, the effective dose of the composition containing the polynucleotide encoding the CrebA / CREB3L1 protein of the present invention as an active ingredient is 0.05 to 12.5 mg / kg in the case of the vector per 1 kg of body weight, 10 7 to 10 11 viral particles (10 5 to 10 9 IU) / ㎏, preferably when the vector is 0.1 to 10 ㎎ / ㎏, when the recombinant virus is 10 8 to 10 10 particles (10 6 to 10 8 IU ) / Kg, and can be administered 2 to 3 times a day. Such composition is not necessarily limited to this, and may vary depending on the condition of the patient and the severity of the disease.

본 발명의 조성물의 치료적으로 유효한 양은 여러 요소, 예를 들면 투여방법, 목적부위, 환자의 상태 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 인체에 사용 시 투여량은 안전성 및 효율성을 함께 고려하여 적정량으로 결정되어야 한다. 동물실험을 통해 결정한 유효량으로부터 인간에 사용되는 양을 추정하는 것도 가능하다. 유효한양의 결정시 고려할 이러한 사항은, 예를 들면 Hardman and Limbird, eds., Goodman and Gilman's ThePharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed.(2001), Pergamon Press; 및 E.W. Martin ed., Remington'sPharmaceutical Sciences, 18th ed.(1990), Mack Publishing Co.에 기술되어있다.The therapeutically effective amount of the composition of the present invention may vary depending on a variety of factors, such as the method of administration, the site of administration, the condition of the patient, and the like. Therefore, when used in the human body, the dosage should be determined in consideration of safety and efficacy. It is also possible to estimate the amount used in humans from the effective amount determined through animal experiments. These considerations in determining the efficacy can be found in, for example, Hardman and Limbird, eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed. (2001), Pergamon Press; And E.W. Martin ed., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed. (1990), Mack Publishing Co.

또한, 본 발명은 퇴행성뇌질환 치료제 후보물질의 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for screening candidate substances for treating degenerative brain diseases.

상기 퇴행성뇌질환 치료제 후보물질의 스크리닝방법은 하기단계를 포함하는 것이 바람직하다:The screening method of the degenerative brain disease therapeutic agent candidate preferably comprises the following steps:

1) CrebA/CREB3L1 발현 세포주에 피검물질을 처리하는 단계;1) treating the test substance with a CrebA / CREB3L1 expressing cell line;

2) 단계 1)의 처리된 세포주에서 CrebA/CREB3L1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및2) measuring the expression level of CrebA / CREB3L1 protein or mRNA in the treated cell line of step 1); And

3) 단계 2)의 CrebA/CREB3L1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 피검물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 증가된 피검물질을 선별하는 단계.3) Selecting the test substance whose expression level of CrebA / CREB3L1 protein or mRNA of step 2) is increased compared to the control not treated with the test substance.

상기 단계 1)의 피검물질은 천연화합물, 합성화합물, RNA, DNA, 폴리펩티드, 효소, 단백질, 리간드, 항체, 항원, 박테리아 또는 진균의 대사산물 및 생활성 분자로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. The test substance in the step 1) is preferably selected from the group consisting of natural compounds, synthetic compounds, RNA, DNA, polypeptides, enzymes, proteins, ligands, antibodies, antigens, bacteria or fungi metabolites and bioactive molecules.

상기 단계 2)의 단백질의 발현 수준은 면역침강법(immunoprecipitation), 방사능면역분석법(RIA), 효소면역분석법(ELISA), 면역조직화학, RT-PCR, 웨스턴 블롯(Western Blotting) 및 유세포 분석법(FACS)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The level of expression of the protein in step 2) may be determined by immunoprecipitation, radioimmunoassay (RIA), enzyme immunoassay (ELISA), immunohistochemistry, RT-PCR, Western blotting and flow cytometry ), But is not limited thereto.

단계 2)의 mRNA 발현 수준은 역전사 중합효소 반응(reverse transcriptase polymerase chain reaction, RT-PCR), 실시간중합효소연쇄반응(real-time PCR), 차세대 염기서열분석(next-generation sequencing, NGS)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 측정되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. . The level of mRNA expression in step 2) is determined by reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), real-time PCR, and next-generation sequencing (NGS) But the present invention is not limited thereto. .

단계 2)의 단백질의 활성 수준은 SDS-PAGE, 면역형광법, 효소면역분석법(ELISA), 질량분석 및 단백질 칩으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 측정되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. The activity level of the protein of step 2) is preferably, but not limited to, one selected from the group consisting of SDS-PAGE, immunofluorescence, enzyme immunoassay (ELISA), mass spectrometry and protein chip.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해서 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Experimental Examples.

단 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 의해서 한정되는 것은 아니다.EXAMPLES The following Examples and Experiments are for the purpose of illustrating the present invention, but the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples.

<< 실시예Example 1> 유전자 변형 초파리( 1> Genetically Modified Drosophila ( DrosophilaDrosophila ) 준비) Ready

하기 초파리들은 Bloomington Drosophila 스톡 센터에서 분양받았다: UAS -MJDtr-27Q, UAS - MJDtr -78Q(II), UAS - MJDtr -78Q(III), UAS - SNCA A30P , UAS - RedStinger , UAS-Scr, UAS-GMA , UAS-Rac1 , UAS - TrioGEF1 , UAS - CBP -V5, UAS - CBP RNAi , UAS -Cut RNAi, UAS -Scr RNAi, elav - gal4 (III), UAS - CrebA , UAS - HLH106 RNAi, UAS - Dcr2 , UAS - Sec23 RNAi and UAS - Sec31 RNAi. 상기 초파리들과 그 교배체들은 25℃, 습도 60% 조건이 유지되는 배양기에서 사육하였고, 표준 옥수수 식이(GenExel)를 섭취하였다. The following fruit flies were sold in the Bloomington Drosophila Stock Center: UAS- MJDtr-27Q, UAS - MJDtr -78Q (II) UAS - MJDtr -78Q (III), UAS - SNCA A30P , UAS - RedStinger , UAS - Scr, UAS - GMA , UAS - Rac1 , UAS - TrioGEF1 , UAS - CBP - V5 , UAS - CBP RNAi , UAS- CyR2 , UAS- SCR RNAi, elav - gal4 (III) , UAS - CrebA , UAS - HLH106 RNAi, UAS - Dcr2 , UAS - Sec23 RNAi and UAS - Sec31 RNAi . The flies and their hybrids were grown in an incubator maintained at 25 ° C and 60% humidity and were fed a standard corn diet (GenExel).

<< 실시예Example 2> Genome-wide  2> Genome-wide mRNAmRNA -sequencing-sequencing

1차적으로 total RNA의 추출은 Qiagen사의 RNeasy Mini Kit를 사용하여 각 샘플당 초파리 head 200개로부터 추출되었다. Illumina사의 Truseq Stranded mRNA LT Sample Prep Kit와 poly-T oligo-attached magnetic beads를 이용하여 total RNA(2 ug)를 얻고 분절화(fragmentation)시켰다. 그리고, Superscript II reverse transcriptase(Life Technologies)를 이용하여 분절화 RNA의 역전사를 진행 하였다. 그 후, adaptor ligand libraries를 Illumina사의 Hi-Seq 2500(DNA Link, Korea)를 이용하여 sequencing을 하였다. 각 조건당(wildtype control 및 MJDtr-78Q) 2회 반복 실험을 통해서 나온 결과를 이용하여 mRNA-sequencing 분석을 진행 하였다. 각 샘플에서 나온 read sequences중에 adapter sequences(TruSeq universal and indexed adapters)를 cutadapter software를 이용하여 제거 하였다. 남은 reads는 TopHat aligner를 이용하여 Drosophila melanogaster 표준유전체와 (Flybase r5.57) align을 하였다. 각 게놈에 개체 변이와 동의 유전자 카피가 존재하기 때문에 sequence를 읽을 때 2개의 불일치를 허락하고, 최대 20개의 다른 위치에서도 reads가 align 될 수 있도록 허락하였다(TopHat aligner의 기본값). Alignment가 끝난 후, gene features(GTF flie of BDGP5.73)에 mapping되는 reads를 HTseq를 이용하여 정량하였다.Primarily, total RNA was extracted from 200 Drosophila heads per sample using Qiagen's RNeasy Mini Kit. Total RNA (2 ug) was obtained and fragmented using Illusion's Truseq Stranded mRNA LT Sample Prep Kit and poly-T oligo-attached magnetic beads. Then, reverse transcription of the segmented RNA was performed using Superscript II reverse transcriptase (Life Technologies). After that, adapter ligand libraries were sequenced using Illumina Hi-Seq 2500 (DNA Link, Korea). MRNA-sequencing analysis was performed using the results of two repeated experiments for each condition (wildtype control and MJDtr-78Q). During the read sequences from each sample, adapter sequences (TruSeq universal and indexed adapters) were removed using the cutadapter software. The remaining reads are done using the TopHat aligner and Drosophila melanogaster The standard dielectric (Flybase r5.57) was aligned. Because there are individual variations and consent gene copies in each genome, we allow two discrepancies when reading the sequence and allow reads to be aligned at up to 20 different positions (default for the TopHat aligner). After the alignment was completed, reads mapping to gene features (GTF flie of BDGP 5.73) were quantified using HTseq.

<< 실시예Example 3> HEK293T3> HEK293T 세포의 형질 전환 및 유전자 발현 확인 Transformation of cells and confirmation of gene expression

HEK293T 세포는 10% FBS(fetal bovine serum)이 포함된 DMEM/High Glucose(Thermo Scientific HyClone) 배지를 이용하여 37℃ 항온이 유지되는 CO2 incubator에서 배양을 하였다. 형질전환 하루 전 계대배양 하고, 70~80%의 conflucency를 보일 때 형질전환을 실시 하였다. MJD-77Q를 암호화 하는 construct(SEELRKRREAYFEKQQQKQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQRDLSGQSSHPCERPATSSGALGSDLGKACSPFIMFATFTLYLT, 서열번호 2)을 CMV promoter를 포함하는 vector에 도입시킨 뒤 5 ㎍의 DNA를 lipofectamin2000 reagent(Invitrogen)를 이용하여 HEK 293T 세포주 안으로 도입시켰다. 상기 HEK 293T세포의 유전자 발현을 확인하기 위해서, 배양된 HEK 293T 세포의 RNA를 Qiagen사의 RNeasy Mini Kit를 사용하여 추출하였고, 1ug의 추출된 total RNA를 역전사시켜 cDNA를 합성한 다음, Biorad사의 PCR machine을 사용하여 각각의 중합효소연괴반응에 사용하였다. 실험에 사용한 sec61a, sec13, sec23A, 및 CREB3L1 발현 확인을 위한 프라이머를 표 1에 나타내었다. 그리고 인터널 컨트롤로 18S rRNA의 전기영동에서의 밴드 강도를 비교 하였다.HEK293T cells were cultured in DMEM / High Glucose (Thermo Scientific HyClone) medium containing 10% fetal bovine serum (FBS) at 37 ° C in a CO 2 incubator. Transfection was carried out one day before transfection and when confluency of 70-80% was observed. construct encoding the MJD-77Q (SEELRKRREAYFEKQQQKQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQRDLSGQSSHPCERPATSSGALGSDLGKACSPFIMFATFTLYLT, SEQ ID NO: 2) and the DNA of which the back 5 ㎍ introduced into a vector containing the CMV promoter using the lipofectamin2000 reagent (Invitrogen) were introduced into HEK 293T cell line. In order to confirm gene expression of the HEK 293T cells, the RNA of the cultured HEK 293T cells was extracted using RNeasy Mini Kit of Qiagen, 1 ug of extracted total RNA was reverse transcribed to synthesize cDNA, and PCR was performed using a Biorad PCR machine Were used for each polymerase chain reaction. Table 1 shows the primers used for confirmation of expression of sec61a, sec13, sec23A, and CREB3L1 used in the experiment. The band intensities of 18S rRNA in the electrophoresis were compared with the internal control.

유전자gene Primer(Forward)Primer (Forward) Primer(Reverse)Primer (Reverse) Sec61aSec61a 5'- GATCCAATTCAGGGAGAAAGTGC
(서열번호 3)
5'-GATCCAATTCAGGGAGAAAGTGC
(SEQ ID NO: 3)
3'- CGTACATGCCAGTCATCACATAG
(서열번호 4)
3'-CGTACATGCCAGTCATCACATAG
(SEQ ID NO: 4)
Sec13Sec13 5'- GTTGTACCTGGAAGCCTCATAG
(서열번호 5)
5'-GTTGTACCTGGAAGCCTCATAG
(SEQ ID NO: 5)
3'- CACCTTATTGTCTCCACCAGAG
(서열번호 6)
3'-CACCTTATTGTCTCCACCAGAG
(SEQ ID NO: 6)
Sec23ASec23A 5'- CTCCTGGAGATGAAATGCTGTC
(서열번호 7)
5'- CTCCTGGAGATGAAATGCTGTC
(SEQ ID NO: 7)
3'- GCTAAGGTTGTAGTGGGACTAAG
(서열번호 8)
3'-GCTAAGGTTGTAGTGGGACTAAG
(SEQ ID NO: 8)
CREB3L1CREB3L1 5'- GATCTGAACGAGTCGGACTTCC
(서열번호 9)
5'- GATCTGAACGAGTCGGACTTCC
(SEQ ID NO: 9)
3' - CATGCTCCATGCTCTGCATC
(서열번호 10)
3 '- CATGCTCCATGCTCTGCATC
(SEQ ID NO: 10)

<< 실험예Experimental Example 1>  1> PolyQPolyQ 독성에 의한 신경세포의  Toxic nerve cell 수상돌기Dendrite (dendrite) 손상dendrite damage

PolyQ 독성에 의한 신경세포 수상돌기의 병변을 확인하기 위하여, 척수 소뇌 변성증의 하나인 Machado-Joseph's Disease의 병인단백질인 MJDtr-78Q를 과발현하는 초파리에서(MJDtr-78Q OE) ppk-gal4 driver(초파리 C4da 신경세포에 특이적으로 유전자를 발현시키기 위한 발현시스템)가 발현하는 형광신호를 Confocal microscope (Zeiss)으로 관찰하여 수상돌기의 모양을 확인하였고 소마(soma)로 부터 150 um 내의 분지점의 수를 세어 수상돌기의 수의 소실 정도를 정량화 하였다. (MJDtr-78Q OE) ppk-gal4 driver (Drosophila C4da) was used to over-express MJDtr-78Q, a disease of Machado-Joseph's Disease, one of the spinal cord cerebellar degeneration, The fluorescence signal of the expression system for specific expression of neurons was observed with a Confocal microscope (Zeiss), and the shape of the dendrite was confirmed. The number of branch points within 150 μm from soma The degree of loss of the number of water dendrites was counted.

그 결과, MJDtr-78Q를 과발현하는 초파리(MJDtr-78Q OE)의 C4da(Drosophila larval class IV dendritic arborization) 신경세포에서, 고차수로 분지된 수지상 돌기가 대조구(W1118)에 비하여 심하게 소실 되는 것을 확인하였다. 또한, polyQ 독성이 F-actin 중합에 미치는 영향을 확인하기 위하여, MJDtr-78Q와 함께 Rac1은 F-actin 중합을 조절하는 단백질인 Rac1을 활성화하는 TrioGEF1를 발현하는 초파리를 이용하여 수상돌기 모양을 비교하였다. 그 결과, MJDtr-78Q 독성에 의해 소실된 수상돌기가 TrioGEF1의 과발현에 의해 회복되는 것을 확인하였다. (도 1 A~E).As a result, it was confirmed that the dendritic cells branched in higher order from the C4 da (Drosophila larval class IV dendritic arborization) neurons of MJDtr-78Q overexpressing Drosophila (MJDtr-78Q OE) were severely destroyed compared to the control (W1118) . In addition, in order to confirm the effect of polyQ toxicity on F-actin polymerization, Rac1 together with MJDtr-78Q was analyzed by using Drosophila expressing TrioGEF1 activating Rac1, a protein controlling F-actin polymerization, Respectively. As a result, it was confirmed that dendrites lost by MJDtr-78Q toxicity were restored by overexpression of TrioGEF1. (Figures 1A-E).

또한, polyQ 독성 단백질이 수상돌기의 성장을 저해하는지 확인하기 위하여, 본 발명자들은 MJDtr-78Q를 발현하면서, 동시에 원형질막(plasma membrane, PM)을 CD4-tdGFP로 표지하도록 유도된 초파리를 이용하여 GFP파장의 형광발현을 확인함으로써 C4da 신경세포의 수상돌기 가지의 크기를 비교하였다. 그 결과 도 1 F 및 G에 나타난바와 같이 MJDtr-78Q OE는 대조구에 비하여 CD4-tdGFP의 형광 강도가 약한 것을 확인하여, 수상돌기의 원형질막이 소실되는 것을 알아내었다. 이러한 수상돌기의 원형질막 소실은 polyQ 단백질의 핵독성에 의한 것으로, polyQ 질환의 한 종류인 척수 소뇌성 실조증(Spinocerebella Ataxia)의 병인 단백질인 Ataxin1-82Q, Machado-Joseph's Disease의 병인 단백질인 MJDtr-78Q 또는 MJDFL-78 과발현 초파리 에서 원형질막 소실이 관찰되었다(도 1H). In order to confirm whether the polyQ toxin protein inhibits the growth of the dendritic cells, the present inventors used the Drosophila induced to express MJDtr-78Q and simultaneously label the plasma membrane (PM) with CD4-tdGFP, And the size of dendritic branches of C4da neurons were compared. As a result, as shown in Fig. 1 F and G, MJDtr-78Q OE showed weak fluorescence intensity of CD4-tdGFP as compared with the control, and found that the plasma membrane of the dendritic lobes disappeared. The disappearance of the plasma membrane of these dendrites is due to nuclear toxicity of polyQ protein, which is a protein of Ataxin1-82Q, a disease of Spinocerebella ataxia, a type of polyQ disease, MJDtr-78Q, a protein of Machado-Joseph's Disease Plasma membrane loss was observed in MJDFL-78 overexpressing Drosophila (Fig. 1H).

<< 실험예Experimental Example 2>  2> PolyQPolyQ 독성에 의한 GOP 기능장애와  GOP dysfunction due to toxicity 수상돌기Dendrite 원형질막 소실 Loss of plasma membrane

실험예 1의 polyQ 독성에 의한 수상돌기의 소실이 원형질막(PM)에 특이적인현상인지 확인하기 위하여, 수상돌기를 표지하는 mCD8GFP와 핵을 표지하는 Redstinger의 비율을 비교한 결과, MJDtr-78Q 과발현 초파리가 Redstinger 발현은 감소하지 않았으나, mCD8GFP/Redstinger비율이 대조구에 비하여 감소한 것을 확인하여, polyQ 독성이 원형질막 특이적인 현상임을 확인하였다(도 2A 및 B). In order to confirm whether the disappearance of dendritic cells due to toxicity of polyQ in Experimental Example 1 was a phenomenon specific to the plasma membrane (PM), the ratio of mCD8GFP marking the water dendrites to the nucleus-labeled Redstinger was compared. As a result, MJDtr- Showed no decrease in the expression of Redstinger, but the ratio of mCD8GFP / Redstinger was decreased as compared with that of the control, confirming that polyQ toxicity was a plasma membrane-specific phenomenon (FIGS. 2A and B).

최근 연구에서 Golgi outposts(GOPs)가 말초 수상돌기의 단백질과 원형질막을 공급하여 수상돌기의 성장과 유지에 중요한 역할을 한다고 보고되었다. 따라서, 말초 수상돌기의 소실과 원형질막 감소의 원인이 GOP의 기능장애에 의한 것임을 확인하기 위해서, polyQ 독성에 의한 중간골지체(medial Golgi compartment)를 표지하는 ManⅡ-eGFP의 세포내 발현분포 변화를 확인하였다. 그 결과, MJDtr-78Q 또는 Ataxin1-82Q 과발현 초파리의 C4da 신경세포의 1차 및 2차 수상돌기에서의 GOP발현이 대조구에 비해 감소한 것을 확인하였다(도 2 C, D 및 E). Recent studies have reported that Golgi outposts (GOPs) play an important role in the growth and maintenance of dendrites by supplying proteins and plasma membranes of peripheral dendrites. Therefore, in order to confirm that the loss of peripheral dendrites and the reduction of plasma membrane are caused by functional dysfunction of GOP, the change of intracellular expression of Man II-eGFP, which mediates the medial Golgi compartment due to polyQ toxicity, was observed . As a result, it was confirmed that the expression of GOP in the first and second dendrites of C4da neurons of MJDtr-78Q or Ataxin 1-82Q overexpressing Drosophila was reduced compared to the control (Figs. 2C, D and E).

<< 실험예Experimental Example 3>  3> polyQpolyQ 독성에 의한 소포매개수송, 막구조화 및 지질합성 저해 Toxicity-mediated vesicle transport, membrane structure and lipid synthesis inhibition

<실험예 2>에서 확인한 PolyQ 핵독성에 의한 원형질막 공급 저하 또는 GOP 소실과 관련된 신호경로를 조사하기 위하여, <실시예 2>와 같이 대조구와 MJDtr-78Q 초파리의 머리에서 mRNA를 추출하여 genome-wide mRNA-sequencing을 수행하였다(도 3A). 그 결과 MJDtr-78Q에서 대조구와 발현차이를 보이는 5,385개의 유전자를 동정하였고, 이 중 98.9%(5,325개의 유전자)가 polyQ발현 조건에서 발현이 억제되는 것을 확인하여, polyQ 독성이 일반적인 세포 활성을 저해 하는 역할을 하는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 5,325의 저해성 유전자를 온라인 분석 데이터베이스인 DAVID 프로그램(DAVID Bioinformatics Resources, 미국 NIH 제공)를 이용하여 gene ontology biological processes(GOBP)의 강화분석(enrichment analysis)을 수행한 결과, 광범위한 스펙트럼의 세포내 기작과 연관되어 있는 것으로 나타났다(도 3B). 상기 결과를 이용하여, 하위 GOBP 분석을 실시하여 각 분야에서 polyQ독성에 의해 영향 받는 인자를 조사한 결과, 소포 매개 수송(vesicle-mediated transport)과 관련하여 ER-Golgi 수송(도 3C 및 F), 막 구조화 관련 기작(membrane organization-related processes)과 관련하여 원형질막의 단백질 분포 및 원형질막 구조화(도 3D 및 G)가 polyQ 독성에 강하게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 지질합성(lipid biosynthetic process)과 관련하여서는 sphingolipid 생합성이 polyQ 독성에 강하게 영향 받는 것으로 나타나, polyQ독성이 원형질막의 지질 수준을 변화시키는 것을 의미한다.MRNA was extracted from the head of the control and MJDtr-78Q Drosophila, as in Example 2, in order to investigate the signal pathway related to degradation of the plasma membrane supply or GOP loss due to PolyQ nuclear toxicity confirmed in <Experimental Example 2> mRNA-sequencing was performed (Figure 3A). As a result, 5,385 genes showing different expression from the control in MJDtr-78Q were identified, and 98.9% (5,325 genes) of them were found to be suppressed in the expression of polyQ. Thus, polyQ toxicity inhibited general cell activity It can be seen that it plays a role. In addition, the 5,325 inhibitory genes were subjected to an enrichment analysis of gene ontology biological processes (GOBP) using the DAVID program (DAVID Bioinformatics Resources, USA NIH provided) as an online analysis database. As a result, (Fig. 3B). Using the above results, sub-GOBP analysis was conducted to examine the factors influenced by polyQ toxicity in each field. As a result, ER-Golgi transport (Figs. 3C and F), vesicle-mediated transport Regarding membrane organization-related processes, protein distribution and plasma membrane structure of the plasma membrane (Figures 3D and G) are strongly influenced by polyQ toxicity. Also, in relation to lipid biosynthetic process, sphingolipid biosynthesis is strongly influenced by polyQ toxicity, which means that polyQ toxicity changes the lipid level of the plasma membrane.

<< 실험예Experimental Example 4> CrebA4> CrebA // CREB3L1의Of CREB3L1 polyQpolyQ 독성에 의한 GOP 소실 회복  Recovery of GOP loss due to toxicity

polyQ 독성에 의한 수상돌기 손상을 저해할 수 있는 인자를 찾기 위하여, 상기 <실험예 3>에서 도출한, polyQ독성에 의해 강하게 영향을 받는 세포내 과정인, 소포 매개 수송(vesicle-mediated transport), 막 구조화(membrane organization) 및 지질합성(lipid biosynthetic process)과 관련된 전사인자(transcriptrion factor)를 조사하였다. 그 결과, 상기 세 과정과 관련된 29개의 전사인자를 선별하였다(도 4A). 상기 29개의 전사인자 후보중 CrebA(사람의 CREB3L1와 이종상동유전자(ortholog))가 ER-Golgi 수송으로 대표되는 소포 매개 수송 및 원형질막 단백질 분포로 대표되는 막 구조화와 강한 연관성을 가지고 있는 것을 확인하였다. 또한, HLH006(사람의 SREBP1와 이종상동유전자)는 spingolipid 생합성으로 대표되는 지질합성과 강한 연관성을 가지는 것으로 나타났다. 또한 Dref(사람의 DREF와 이종상동유전자)는 소포매개수송과, gt는 소포 매개 수송, 막구조화 및 지질합성과 모두 연관되어 있는 것을 확인하였다. 또한, MJDtr-78Q 초파리에서 이들 CrebA, HLH106, Dref 및 gt의 발현이 감소되어 있어, polyQ 독성에 의해 상기 4 유전자의 발현이 저해되는 것을 확인하였다(도 4B). In order to find factors that could inhibit the damage of the dendritic cells due to polyQ toxicity, the vesicle-mediated transport, which is an intracellular process strongly influenced by polyQ toxicity, We examined the transcription factor associated with membrane organization and lipid biosynthetic process. As a result, 29 transcription factors related to the above three processes were selected (Fig. 4A). Among the 29 candidate transcription factors, CrebA (human CREB3L1 and ortholog) was found to have strong association with membrane structure represented by vesicle-mediated transport and plasma membrane protein distribution represented by ER-Golgi transport. In addition, HLH006 (human SREBP1 and heterologous homologous gene) was found to be strongly associated with lipid synthesis, represented by spingolipid biosynthesis. In addition, Dref (human DREF and heterologous homologous genes) were found to be involved in both vesicle mediated transport, gt vesicle mediated transport, membrane structure, and lipid synthesis. In addition, these CrebA, HLH106, Dref and gt in the MJDtr-78Q Drosophila And the expression of the 4 genes was inhibited by polyQ toxicity (Fig. 4B).

한편, 상기 CrebA, HLH106, Dref 및 gt가 신경세포에서 polyQ독성에 의한 GOP 소실을 회복시킬 수 있는지 확인하기 위하여, MJDtr-78Q를 발현하면서, 동시에 상기 4개의 유전자를 과발현하는 초파리의 신경세포 수상돌기에서 중간골지체를 표지하는 ManⅡ-eGFP의 발현을 현미경으로 확인한 결과, CrebA의 과발현 개체(CrebA OE)에서 GOP의 소실이 회복되는 것을 확인 하였다(도 4C, D 및 E). 이러한 결과는 CrebA가 GOP의 생성을 제어하며, C4da 신경세포의 polyQ로 유발된 GOP소실을 회복시킬 수 있음을 의미한다. In order to confirm whether CrebA, HLH106, Dref and gt were able to restore GOP disappearance due to polyQ toxicity in neurons, MJDtr-78Q was expressed and at the same time, , The expression of ManⅡ-eGFP, which is a medium Golgi complex, was confirmed by microscopy. As a result, it was confirmed that the disappearance of GOP was recovered in CrebA overexpressed individuals (CrebA OE) (FIGS. 4C, D and E). These results indicate that CrebA can regulate GOP production and restore the polyQ-induced GOP loss of C4da neurons.

<< 실험예Experimental Example 5>  5> CrebACrebA // CREB3L1의Of CREB3L1 polyQ에on polyQ 의한 원형질막 공급 저해 회복 Restriction of supply of plasma membrane by

GOP의 복원이 말초 수상돌기의 원형질막공급 회복을 동반하는지 확인하기 위하여, W1118(대조구), MJDtr-78Q OE, 또는, MJDtr-78Q OE + CrebA OE 초파리에서 CD4-tdGFP(원형질막 표지자)의 발현 변화를 확인하였다. 그 결과, MJDtr-78Q OE에서 CD4-tdGFP의 발현이 감소하였고, MJDtr-78Q OE + CrebA OE 초파리에서는 CD4-tdGFP의 발현이 회복되었으며, 대조구보다 더 높은 발현 수준을 보였다(도 5A 및 B). Expression changes of CD4-tdGFP (protoplasmic markers) in W1118 (control), MJDtr-78Q OE, or MJDtr-78Q OE + CrebA OE fruit flies were examined to determine whether GOP recovery was accompanied by recovery of plasma membrane supply of peripheral dendrites Respectively. As a result, expression of CD4-tdGFP was decreased in MJDtr-78Q OE, and expression of CD4-tdGFP was restored in MJDtr-78Q OE + CrebA OE Drosophila and higher expression level than that of the control (FIGS. 5A and 5B).

또한 상기 CrebA에 의한 원형질 막 회복에 ER에서 Golgi로 분비 경로를 제어한다고 알려진 COPⅡ(coat proteinⅡ)가 관여되어 있는지 확인하기 위하여 MJDtr-78Q 과 CrebA 를 모두 발현하면서, COPⅡ의 주요 구성요소인 sec31가 knockdown된 초파리(MJDtr-78Q OE + CrebA OE + Sec31 RNAi)를 이용하여 mCD8-GFP(원형질막의 표지자)의 발현을 비교하였다. 그 결과, MJDtr-78Q OE + CrebA OE 초파리에서 회복된 mCD8-GFP의 발현이 sec31 RNAi에 의해서 다시 감소되는 것을 확인하였다(도 5C). 또한 CrebA의 표적유전자 중 15개의 COPⅡ경로 관련 분자(34개 유전자중 44.1%)가 MJDtr-78Q OE 초파리에서 발현이 저해되는 것을 확인하였고(도 5D), 이들 중 Sec61α의 발현이 CrebA의 과발현에 의해 회복되는 것을 western blot분석으로 확인하였다(도 5E). 상기 결과로부터, CrebA가 COPⅡ 신호경로를 제어하며, polyQ 독성에 의해 CrebA-COPⅡ 신호경로가 저해됨으로써 말초 수상돌기 소실이 일어난다는 것을 알 수 있다. 또한, 사람 유래의 HEK293T 세포주를 이용하여 polyQ 독성에 의한 CREB3L1 및 COPⅡ의 주요 구성요소인 Sec13 및 Sec23A의 mRNA 발현 변화를 확인한 결과, MJD-77Q를 과발현한 군에서 대조구에 비하여 CREB3L1의 발현이 감소하며, Sec13 및 Sec23A의 발현이 감소하는 것을 확인함으로써, polyQ-CrebA/CREB3L1-COPⅡ 축에 의한 수상돌기 소실이 초파리와 사람 모두에게 적용되는 경로이며, CrebA/CREB3L1이 수상돌기 소실을 회복시킬 수 있음을 확인하였다. In order to confirm whether COPⅡ (coat protein II), which is known to regulate the secretion pathway from ER to Golgi, is involved in the recovery of the plasma membrane by CrebA, sec31, which is a main component of COP II, is expressed by knockdown The expression of mCD8-GFP (a plasma membrane marker) was compared using the Drosophila melanogaster (MJDtr-78Q OE + CrebA OE + Sec31 RNAi). As a result, it was confirmed that expression of mCD8-GFP recovered in MJDtr-78Q OE + CrebA OE Drosophila was reduced again by sec31 RNAi (FIG. 5C). In addition, 15 COP II pathway-related molecules (44.1% of 34 genes) among the target genes of CrebA were found to be inhibited in MJDtr-78Q OE Drosophila (FIG. 5D), and the expression of Sec61α was overexpressed by CrebA Recovery was confirmed by western blot analysis (Fig. 5E). From the above results, it can be seen that CrebA controls the COP II signaling pathway, and the CrebA-COP II signaling pathway is inhibited by polyQ toxicity, resulting in loss of peripheral dendritic cells. In addition, the expression of mRNAs of Sec13 and Sec23A, which are major constituents of CREB3L1 and COP II, by polyQ toxicity was examined using HEK293T cell line derived from humans, and the expression of CREB3L1 was decreased in MJD-77Q overexpressed group , Sec13, and Sec23A were reduced, indicating that the disappearance of dendritic cells by the polyQ-CrebA / CREB3L1-COP II axis is a pathway to both Drosophila and humans, and that CrebA / CREB3L1 can restore dendritic loss Respectively.

<< 실험예Experimental Example 6>  6> CrebACrebA  And Rac1에To Rac1 의한  by 수상돌기의Dendritic 형태 회복 Recovery of form

<실험예 4> 및 <실험예 5>에서 CrebA의 과발현이 원형질막의 소실을 회복시키지만, 말초수상돌기 가지를 형태적으로 회복시키지는 못하기 때문에, 이를 해결하기 위하여 CrebA와 함께 Rac1을 과발현 하여 F-actin 중합을 증가시킨 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 하위 수준으로 분지된 말초수상돌기의 형태가 회복되는 것을 확인하였다. Although overexpression of CrebA restored the disappearance of plasma membrane in Experimental Example 4 and Experiment 5, Rac1 was overexpressed with CrebA to solve the problem, As a result of increasing the actin polymerization, it was confirmed that the shape of the peripheral dendritic bifurcation branched to the lower level as shown in FIG. 6.

<110> Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology <120> Composition comprisin Creb3L1/CrebA protein or polynucleotide encoding the CrebA/CREB3L1 for the prevention or treatment of neurodegenerative disease <130> 20160044 <160> 10 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 519 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 1 Met Asp Ala Val Leu Glu Pro Phe Pro Ala Asp Arg Leu Phe Pro Gly 1 5 10 15 Ser Ser Phe Leu Asp Leu Gly Asp Leu Asn Glu Ser Asp Phe Leu Asn 20 25 30 Asn Ala His Phe Pro Glu His Leu Asp His Phe Thr Glu Asn Met Glu 35 40 45 Asp Phe Ser Asn Asp Leu Phe Ser Ser Phe Phe Asp Asp Pro Val Leu 50 55 60 Asp Glu Lys Ser Pro Leu Leu Asp Met Glu Leu Asp Ser Pro Thr Pro 65 70 75 80 Gly Ile Gln Ala Glu His Ser Tyr Ser Leu Ser Gly Asp Ser Ala Pro 85 90 95 Gln Ser Pro Leu Val Pro Ile Lys Met Glu Asp Thr Thr Gln Asp Ala 100 105 110 Glu His Gly Ala Trp Ala Leu Gly His Lys Leu Cys Ser Ile Met Val 115 120 125 Lys Gln Glu Gln Ser Pro Glu Leu Pro Val Asp Pro Leu Ala Ala Pro 130 135 140 Ser Ala Met Ala Ala Ala Ala Ala Met Ala Thr Thr Pro Leu Leu Gly 145 150 155 160 Leu Ser Pro Leu Ser Arg Leu Pro Ile Pro His Gln Ala Pro Gly Glu 165 170 175 Met Thr Gln Leu Pro Val Ile Lys Ala Glu Pro Leu Glu Val Asn Gln 180 185 190 Phe Leu Lys Val Thr Pro Glu Asp Leu Val Gln Met Pro Pro Thr Pro 195 200 205 Pro Ser Ser His Gly Ser Asp Ser Asp Gly Ser Gln Ser Pro Arg Ser 210 215 220 Leu Pro Pro Ser Ser Pro Val Arg Pro Met Ala Arg Ser Ser Thr Ala 225 230 235 240 Ile Ser Thr Ser Pro Leu Leu Thr Pro Pro His Lys Leu Gln Gly Thr 245 250 255 Ser Gly Pro Leu Leu Leu Thr Glu Glu Glu Lys Arg Thr Leu Ile Ala 260 265 270 Glu Gly Tyr Pro Ile Pro Thr Lys Leu Pro Leu Thr Lys Ala Glu Glu 275 280 285 Lys Ala Leu Lys Arg Val Arg Arg Lys Ile Lys Asn Lys Ile Ser Ala 290 295 300 Gln Glu Ser Arg Arg Lys Lys Lys Glu Tyr Val Glu Cys Leu Glu Lys 305 310 315 320 Lys Val Glu Thr Phe Thr Ser Glu Asn Asn Glu Leu Trp Lys Lys Val 325 330 335 Glu Thr Leu Glu Asn Ala Asn Arg Thr Leu Leu Gln Gln Leu Gln Lys 340 345 350 Leu Gln Thr Leu Val Thr Asn Lys Ile Ser Arg Pro Tyr Lys Met Ala 355 360 365 Ala Thr Gln Thr Gly Thr Cys Leu Met Val Ala Ala Leu Cys Phe Val 370 375 380 Leu Val Leu Gly Ser Leu Val Pro Cys Leu Pro Glu Phe Ser Ser Gly 385 390 395 400 Ser Gln Thr Val Lys Glu Asp Pro Leu Ala Ala Asp Gly Val Tyr Thr 405 410 415 Ala Ser Gln Met Pro Ser Arg Ser Leu Leu Phe Tyr Asp Asp Gly Ala 420 425 430 Gly Leu Trp Glu Asp Gly Arg Ser Thr Leu Leu Pro Met Glu Pro Pro 435 440 445 Asp Gly Trp Glu Ile Asn Pro Gly Gly Pro Ala Glu Gln Arg Pro Arg 450 455 460 Asp His Leu Gln His Asp His Leu Asp Ser Thr His Glu Thr Thr Lys 465 470 475 480 Tyr Leu Ser Glu Ala Trp Pro Lys Asp Gly Gly Asn Gly Thr Ser Pro 485 490 495 Asp Phe Ser His Ser Lys Glu Trp Phe His Asp Arg Asp Leu Gly Pro 500 505 510 Asn Thr Thr Ile Lys Leu Ser 515 <210> 2 <211> 134 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 2 Ser Glu Glu Leu Arg Lys Arg Arg Glu Ala Tyr Phe Glu Lys Gln Gln 1 5 10 15 Gln Lys Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln 20 25 30 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln 35 40 45 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln 50 55 60 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln 65 70 75 80 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Arg Asp Leu Ser Gly 85 90 95 Gln Ser Ser His Pro Cys Glu Arg Pro Ala Thr Ser Ser Gly Ala Leu 100 105 110 Gly Ser Asp Leu Gly Lys Ala Cys Ser Pro Phe Ile Met Phe Ala Thr 115 120 125 Phe Thr Leu Tyr Leu Thr 130 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 3 gatccaattc agggagaaag tgc 23 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 4 cgtacatgcc agtcatcaca tag 23 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 5 gttgtacctg gaagcctcat ag 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 6 caccttattg tctccaccag ag 22 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 7 ctcctggaga tgaaatgctg tc 22 <210> 8 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 8 gctaaggttg tagtgggact aag 23 <210> 9 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 9 gatctgaacg agtcggactt cc 22 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> artificial sequence <400> 10 catgctccat gctctgcatc 20 <110> Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology <120> Composition comprising Creb3L1 / CrebA protein or polynucleotide          encoding the CrebA / CREB3L1 for the prevention or treatment of          네로 드제제제 <130> 20160044 <160> 10 <170> KoPatentin 3.0 <210> 1 <211> 519 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 1 Met Asp Ala Val Leu Glu Pro Phe Pro Ala Asp Arg Leu Phe Pro Gly   1 5 10 15 Ser Ser Phe Leu Asp Leu Gly Asp Leu Asn Glu Ser Asp Phe Leu Asn              20 25 30 Asn Ala His Phe Pro Glu His Leu Asp His Phe Thr Glu Asn Met Glu          35 40 45 Asp Phe Ser Asn Asp Leu Phe Ser Ser Phe Phe Asp Asp Pro Val Leu      50 55 60 Asp Glu Lys Ser Pro Leu Leu Asp Met Glu Leu Asp Ser Pro Thr Pro  65 70 75 80 Gly Ile Gln Ala Glu His Ser Tyr Ser Leu Ser Gly Asp Ser Ala Pro                  85 90 95 Gln Ser Pro Leu Val Pro Ile Lys Met Glu Asp Thr Thr Gln Asp Ala             100 105 110 Glu His Gly Ala Trp Ala Leu Gly His Lys Leu Cys Ser Ile Met Val         115 120 125 Lys Gln Glu Gln Ser Pro Glu Leu Pro Val Asp Pro Leu Ala Ala Pro     130 135 140 Ser Ala Met Ala Ala Ala Ala Met Ala Thr Thr Pro Leu Leu Gly 145 150 155 160 Leu Ser Pro Leu Ser Arg Leu Pro Ile Pro His Gln Ala Pro Gly Glu                 165 170 175 Met Thr Gln Leu Pro Val Ile Lys Ala Glu Pro Leu Glu Val Asn Gln             180 185 190 Phe Leu Lys Val Thr Pro Glu Asp Leu Val Gln Met Pro Pro Thr Pro         195 200 205 Pro Ser Ser His Gly Ser Asp Ser Asp Gly Ser Gly Ser Pro Arg Ser     210 215 220 Leu Pro Pro Ser Ser Pro Val Arg Pro Met Ala Arg Ser Ser Thr Ala 225 230 235 240 Ile Ser Thr Ser Pro Leu Leu Thr Pro Pro His Lys Leu Gln Gly Thr                 245 250 255 Ser Gly Pro Leu Leu Leu Thr Glu Glu Glu Lys Arg Thr Leu Ile Ala             260 265 270 Glu Gly Tyr Pro Ile Pro Thr Lys Leu Pro Leu Thr Lys Ala Glu Glu         275 280 285 Lys Ala Leu Lys Arg Val Arg Arg Lys Ile Lys Asn Lys Ile Ser Ala     290 295 300 Gln Glu Ser Arg Arg Lys Lys Lys Glu Tyr Val Glu Cys Leu Glu Lys 305 310 315 320 Lys Val Glu Thr Phe Thr Ser Glu Asn Asn Glu Leu Trp Lys Lys Val                 325 330 335 Glu Thr Leu Glu Asn Ala Asn Arg Thr Leu Leu Gln Gln Leu Gln Lys             340 345 350 Leu Gln Thr Leu Val Thr Asn Lys Ile Ser Arg Pro Tyr Lys Met Ala         355 360 365 Ala Thr Gln Thr Gly Thr Cys Leu Met Val Ala Leu Cys Phe Val     370 375 380 Leu Val Leu Gly Ser Leu Val Pro Cys Leu Pro Glu Phe Ser Ser Gly 385 390 395 400 Ser Gln Thr Val Lys Glu Asp Pro Leu Ala Ala Asp Gly Val Tyr Thr                 405 410 415 Ala Ser Gln Met Pro Ser Arg Ser Leu Leu Phe Tyr Asp Asp Gly Ala             420 425 430 Gly Leu Trp Glu Asp Gly Arg Ser Thr Leu Leu Pro Met Glu Pro Pro         435 440 445 Asp Gly Trp Glu Ile Asn Pro Gly Gly Pro Ala Glu Gln Arg Pro Arg     450 455 460 Asp His Leu Gln His Asp His Leu Asp Ser Thr His Glu Thr Thr Lys 465 470 475 480 Tyr Leu Ser Glu Ala Trp Pro Lys Asp Gly Gly Asn Gly Thr Ser Pro                 485 490 495 Asp Phe Ser His Ser Lys Glu Trp Phe His Asp Arg Asp Leu Gly Pro             500 505 510 Asn Thr Thr Ile Lys Leu Ser         515 <210> 2 <211> 134 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 2 Ser Glu Glu Leu Arg Lys Arg Arg Glu Ala Tyr Phe Glu Lys Gln Gln   1 5 10 15 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln              20 25 30 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln          35 40 45 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln      50 55 60 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln  65 70 75 80 Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Arg Asp Leu Ser Gly                  85 90 95 Gln Ser Ser His Pro Cys Glu Arg Pro Ala Thr Ser Ser Gly Ala Leu             100 105 110 Gly Ser Asp Leu Gly Lys Ala Cys Ser Pro Phe Ile Met Phe Ala Thr         115 120 125 Phe Thr Leu Tyr Leu Thr     130 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 3 gatccaattc agggagaaag tgc 23 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 4 cgtacatgcc agtcatcaca tag 23 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 5 gttgtacctg gaagcctcat ag 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 6 caccttattg tctccaccag ag 22 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 7 ctcctggaga tgaaatgctg tc 22 <210> 8 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 8 gctaaggttg tagtgggact aag 23 <210> 9 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 9 gatctgaacg agtcggactt cc 22 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Artificial sequence <400> 10 catgctccat gctctgcatc 20

Claims (14)

CrebA/CREB3L1(cAMP-response element-binding protein/cAMP-response element-binding protein 3 like 1)단백질 또는 이를 암호화 하는 폴리뉴클레오티드를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서,
상기 퇴행성뇌질환은 척수운동소뇌실증 1, 2, 6, 7 및 17형(spinocerebellar ataxias(SCA) types 1, 2, 6, 7 and 17), 마차도-조셉 질환(Machado-Joseph disease, MJD/SCA3), 헌팅턴병(Huntington's disease), 치상핵적핵담창구 시상하핵 위축증(dentatorubral pallidoluysian atrophy, DRPLA), X-연관 척수성 근육위축증 1(spinal and bulbar muscular atrophy, X-linked 1, SMAX1/SBMA), 및 근위축성측삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis)으로 구성된 군으로부터 선택된 것인 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating a degenerative brain disease comprising, as an active ingredient, CrebA / CREB3L1 (cAMP-response element-binding protein 3 like 1) protein or a polynucleotide encoding the same,
These degenerative brain diseases include spinocerebellar ataxias (SCA) types 1, 2, 6, 7 and 17, Machado-Joseph disease (MJD / SCA3) ), Huntington's disease, dentatorubral pallidoluysian atrophy (DRPLA), X-linked spinal muscular atrophy (X-linked 1, SMAX1 / SBMA) And amyotrophic lateral sclerosis. &Lt; Desc / Clms Page number 13 &gt;
삭제delete CrebA/CREB3L1 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 유효성분으로 함유하는 퇴행성뇌질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물로서,
상기 퇴행성뇌질환은 척수운동소뇌실증 1, 2, 6, 7 및 17형, 마차도-조셉 질환, 헌팅턴병, 치상핵적핵담창구 시상하핵 위축증, X-연관 척수성 근육위축증 1, 및 근위축성측삭경화증으로 구성된 군으로부터 선택된 것인 약학적 조성물.
CLAIMS 1. A pharmaceutical composition for the prevention and treatment of degenerative brain diseases comprising, as an active ingredient, a vector comprising a polynucleotide encoding CrebA / CREB3L1 protein,
The degenerative brain diseases include spinal cord motor neuron demonstration 1, 2, 6, 7 and 17, Machado-Joseph disease, Huntington's disease, dentate nucleus hypocotyledonous atrophy, X-linked spinal muscular atrophy 1, and amyotrophic lateral sclerosis Lt; RTI ID = 0.0 &gt; of: &lt; / RTI &gt;
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 CrebA/CREB3L1 단백질은 서열번호 1(NCBI Accession number AAH14097)로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
4. The pharmaceutical composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the CrebA / CREB3L1 protein has an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (NCBI Accession number AAH14097).
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 CrebA/CREB3L1 단백질은 신경세포 수상돌기의 소실, 수상돌기 원형질막의 소실, Golgi outpost 기능장애를 억제하는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the CrebA / CREB3L1 protein inhibits the disappearance of neuronal dendritic cells, loss of dendritic plasma membrane, and Golgi outpost dysfunction.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 CrebA/CREB3L1 단백질은 소포매개수송(vesicle-mediated transport), 막 구조화(membrane organization) 또는 지질합성(lipid biosynthetic process)을 증가시키는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
4. The pharmaceutical composition according to claim 1 or 3, wherein the CrebA / CREB3L1 protein increases vesicle-mediated transport, membrane organization or lipid biosynthetic process. .
제 1항 또는 제 3항에 있어서, Rac1 단백질 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
4. The pharmaceutical composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a Rac1 protein or a polynucleotide encoding the Rac1 protein.
제 3항에 있어서, 상기 벡터는 선형 DNA 플라스미드 DNA 및 재조합 바이러스성 벡터로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
4. The pharmaceutical composition according to claim 3, wherein the vector is any one selected from the group consisting of a linear DNA plasmid DNA and a recombinant viral vector.
제 8항에 있어서, 상기 재조합 바이러스는 레트로바이러스, 아데노바이러스, 아데노 부속 바이러스, 헤르페스 심플렉스 바이러스 및 렌티바이러스로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
9. The pharmaceutical composition according to claim 8, wherein the recombinant virus is any one selected from the group consisting of retrovirus, adenovirus, adeno-associated virus, herpes simplex virus, and lentivirus.
1) CrebA/CREB3L1 발현 세포주에 피검물질을 처리하는 단계;
2) 단계 1)의 처리된 세포주에서 CrebA/CREB3L1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및
3) 단계 2)의 CrebA/CREB3L1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 피검물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 증가된 피검물질을 선별하는 단계를 포함하는 퇴행성뇌질환 치료제 후보물질의 스크리닝 방법으로서,
상기 퇴행성뇌질환은 척수운동소뇌실증 1, 2, 6, 7 및 17형, 마차도-조셉 질환, 헌팅턴병, 치상핵적핵담창구 시상하핵 위축증, X-연관 척수성 근육위축증 1, 및 근위축성측삭경화증으로 구성된 군으로부터 선택된 것인 스크리닝 방법.
1) treating the test substance with a CrebA / CREB3L1 expressing cell line;
2) measuring the expression level of CrebA / CREB3L1 protein or mRNA in the treated cell line of step 1); And
3) screening a candidate substance for degenerative brain disease therapeutic agent, wherein the expression level of the CrebA / CREB3L1 protein or mRNA of step 2) is increased compared to a control group not treated with the test substance,
The degenerative brain diseases include spinal cord motor neuron demonstration 1, 2, 6, 7 and 17, Machado-Joseph disease, Huntington's disease, dentate nucleus hypocotyledonous atrophy, X-linked spinal muscular atrophy 1, and amyotrophic lateral sclerosis &Lt; / RTI &gt;
제 10항에 있어서, 상기 단계 1)의 피검물질은 천연화합물, 합성화합물, RNA, DNA, 폴리펩티드, 효소, 단백질, 리간드, 항체, 항원, 박테리아 또는 진균의 대사산물 및 생활성 분자로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스크리닝 방법.
The method according to claim 10, wherein the test substance in step 1) is selected from the group consisting of natural compounds, synthetic compounds, RNA, DNA, polypeptides, enzymes, proteins, ligands, antibodies, antigens, And the selected one is selected.
제 10항에 있어서, 단계 2)의 단백질의 발현 수준은 면역침강법(immunoprecipitation), 방사능면역분석법(RIA), 효소면역분석법(ELISA), 면역조직화학, RT-PCR, 웨스턴 블랏(Western Blotting) 및 유세포 분석법(FACS)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 측정하는 것을 특징으로 하는 스크리닝 방법.
11. The method of claim 10, wherein the level of expression of the protein of step 2) is selected from the group consisting of immunoprecipitation, radioimmunoassay (RIA), enzyme immunoassay (ELISA), immunohistochemistry, RT-PCR, Western blotting, And flow cytometry (FACS). &Lt; Desc / Clms Page number 19 &gt;
제 10항에 있어서, 단계 2)의 mRNA 발현 수준은 역전사 중합효소 반응(reverse transcriptase polymerase chain reaction, RT-PCR), 실시간중합효소연쇄반응(real-time PCR), 차세대 염기서열분석(next-generation sequencing, NGS)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 측정되는 것을 특징으로 하는 스크리닝 방법.
11. The method of claim 10, wherein the mRNA expression level of step 2) is selected from the group consisting of reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), real-time PCR, next-generation sequencing, NGS). &lt; / RTI &gt;
삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005030256A1 (en) 2003-09-30 2005-04-07 Daiichi Pharmaceutical Co., Ltd. INHIBITION OF NERVE CELL DEATH BY INHIBITING DEGRADATION OF SHC3, ATF6 OR CREBL1 BY HtrA2 AND METHOD OF AMELIORATING NEURODEGENERATIVE DISEASES

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