KR101796891B1 - Method for Determination of metabolites changed by Translocator protein 18 kDa in hypothalamus cells - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세포 내에서 TSPO(translocator protein)에 의한 대사체 변화의 분석방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뇌 시상하부 세포 내의 TSPO 역할 규명을 위해 TSPO 리간드 처리 후 변화되는 특정 대사체를 LC/Q-TOFMS을 사용하여 분석하고, TSPO의 기능에 대한 최종 표현형을 제공하는 것이다.
본 발명의 TSPO에 의한 대사체 분석 방법은 TSPO 리간드(PK11195) 처리에 따른 TSPO에 의한 대사체 구성 및 분비 변화양상을 확인할 수 있으므로, TSPO 리간드 처리 후 변화되는 특정 대사체에 대한 동정을 수행하여 질병과 관련된 독성, 질환의 병리, 생리학 분야에 유용하게 사용할 수 있으며, 아직 명확하게 밝혀지지 않은 TSPO의 기능에 대한 최종 표현형을 제시함으로써 TSPO의 대사 과정 조절에 대한 마커로 활용될 수 있다.
The present invention relates to a method for analyzing metabolic changes by TSPO (translocator protein) in a cell, and more particularly, to a method for analyzing a metabolic change by TSPO (translocator protein) -TOFMS, and provide the final phenotype for the function of TSPO.
The method of analyzing the metabolites by TSPO of the present invention can identify the metabolic structure and secretion change pattern by TSPO according to treatment with TSPO ligand (PK11195), so that identification of specific metabolites changed after TSPO ligand treatment is performed, Can be used as a marker for the metabolic regulation of TSPO by presenting the final phenotype for the function of TSPO which has not yet been clarified.

Description

뇌 시상하부 세포에서 TSPO에 의한 대사체 변화 분석방법{Method for Determination of metabolites changed by Translocator protein 18 kDa in hypothalamus cells}METHODS FOR DETERMINING METABOLIC CHANGE BY TSPO IN BRAIN SIXTH SEMICONDUCTORS BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 뇌 시상하부 세포에서 TSPO에 의한 대사체 변화 분석방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뇌 시상하부 세포 내의 TSPO 역할 규명을 위해 TSPO 리간드 처리 후 변화되는 특정 대사체를 LC/Q-TOFMS을 사용하여 분석하고, TSPO의 기능에 대한 최종 표현형을 제공하는 것이다.The present invention relates to a method for analyzing metabolism by TSPO in brain hypothalamus cells. More particularly, the present invention relates to a method for analyzing metabolic changes in brain hypothalamic cells by LC / Q-TOFMS And provide the final phenotype for the function of TSPO.

인간의 체내에 존재하는 내인성 대사체들은 식생활, 환경, 유전, 질병, 의약품 등과 같은 요인에 의하여 변화하며, 인간의 대사산물을 연구하는 분야인 대사체학(Metabolomics)을 통하여 생리작용이나 병리작용과 직접 관련되는 생화학적 대사물질 변화를 예측할 수 있다. 오믹스(Omics)의 분야인 유전체학(genomics), 전사체학(transcriptomics), 단백체학(proteomics)은 분석에 많은 시간과 노력이 소요되고, 유전자나 단백질의 수가 약 40,000개 및 150,000개 이상 추정되어 분석 후에 해석에 많은 어려움이 존재하지만, 대사체학의 경우 분석 대상 물질 수가 약 2,500개 이하로 상대적으로 적어 해석이 용이하다. 일반적으로 대사체학은 다양한 첨단분석기기 및 통계 알고리즘을 이용하여 생체 내에 존재하는 저분자 내인성 대사체의 구성 및 변화 등을 대사체군의 다양한 생리, 병리, 유전 상태와 연관되어 있다. Endogenous metabolites present in the human body are altered by factors such as diet, environment, genetics, disease, medicines, etc., and metabolism (metabolism), which is a field of studying human metabolism, It is possible to predict the biochemical metabolite changes involved. Genomics, transcriptomics, and proteomics, which are areas of Omics, require a lot of time and effort to analyze and estimate the number of genes or proteins to be about 40,000 and more than 150,000 There are many difficulties in interpreting later, but in the case of metabolomics, the number of analytes to be analyzed is less than about 2,500, which is easy to interpret. In general, metabolism is related to diverse physiological, pathological, and genetic conditions of the metabolic pathway, including the composition and changes of low molecular endogenous metabolites in vivo using various advanced analytical instruments and statistical algorithms.

대사체 분석기법 중 하나인 글로벌 메타볼로믹스 프로파일링(Global metabolomics profiling) 방법은 특정한 그룹을 정하지 않고 총체적으로 대사체들을 분석하는 방법으로, 주로 질량분석법(mass spectrometry, MS)를 이용하는 것으로알려져 있다. 질량분석법은 고감도 분석법으로서, 소량의 샘플로부터 분석물질의 많은 정보를 얻을 수 있고 광범위한 분자량을 지니는 대사물 분석을 할 수 있다. 그 중 비행시간형 질량분석방법(Time-of-flight mass spectrometry, TOFMS)은 모든 이온들이 가속장에서 같은 에너지를 받고 검출기까지 가속화되면서 가벼운 이온은 먼저, 무거운 이온은 나중에 검출되는 중력원리에 의하여 분석하는 방법으로, LC/MS(liquid chromatography/mass spectrometry)를 이용하면 컬럼의 선택 또는 이동상의 조합 등에 의하여 여러 가지 분리기술과 검출기의 조합이 가능한 장점이 있다.Global metabolomics profiling method, which is one of metabolism analysis methods, is a method of analyzing metabolites as a whole without specifying a specific group, and it is known that mass spectrometry (MS) is mainly used. Mass spectrometry is a high-sensitivity method that allows a large amount of information from analytes to be obtained from a small amount of sample and allows analysis of metabolites with a wide range of molecular weights. Among them, time-of-flight mass spectrometry (TOFMS) is based on the assumption that all ions receive the same energy in the acceleration field and accelerate to the detector, (Liquid chromatography / mass spectrometry), it is possible to combine various separation techniques and detectors by selecting a column or combining a moving phase.

한편, 기초 연구 단계에서는 신약 후보물질(리간드)의 연구뿐만 아니라 리간드에 결합하는 표적 단백질을 찾아내고, 그 기능을 이해하는 것이 중요한 것으로 여겨지고 있다. 전이체 단백질(translocator protein, TSPO)은 미토콘드리아 외부 막에 발현하는 막 단백질에서 전위 의존성 음이온 채널(VDAC)과 아데닌 뉴클레오티드 전위 효소(ANT)와 같은 다른 단백질과 복합체를 형성하는 것으로 알려져 있다. TSPO는 기능적으로나 구조적으로 가바(GABA)가 부착되는 중추신경계의 벤조디아제핀수용체(benzodiazepine receptor)와는 다른 특징을 보이고 있으며, 말초기관, 특히 간이나 부신 그리고 조혈 기관에 풍부하게 분포하고 있으나 정상 중추신경계에서는 매우 적은 양만 존재한다. On the other hand, in the basic research stage, it is considered that it is important not only to study the candidate substance (ligand) of a new drug but also to find a target protein binding to the ligand and to understand its function. The translocator protein (TSPO) is known to form complexes with other proteins such as disulfide-dependent anion channel (VDAC) and adenine nucleotide translocation enzyme (ANT) in membrane proteins expressed in mitochondrial outer membrane. TSPO is different from benzodiazepine receptor of central nervous system (GABA), which is functionally and structurally, and is distributed in peripheral organs, especially liver, adrenal glands and hematopoietic organs, but in normal central nervous system Only a small amount exists.

최근 TSPO의 리간드는 신경 변성 장애, 염증 또는 불안 신경증 등의 신약 후보 화합물로 주목을 받고 있으며, 그중 PK11195[1-(2-chloro-phenyl)-N-methyl-N-(1-methylpropyl)-3-isoquinoline carboxamide]가 TSPO와 선택적으로 결합하는 것으로 알려져 있다. 종래의 기술에 렙틴이 결핍된 마우스에서 TSPO의 발현이 증가한다는 보고가 있었으나(Giannaccini et al. BMC Neuroscience, 12:18, 2011), 아직까지 TSPO의 역할에 대해 명확하게 밝혀진 것이 없으며, TSPO 리간드(PK11195) 처리 후 TSPO 역할 규명을 위한 대사체 변화양상에 관한 연구는 보고된 바 없다. Recently, ligands of TSPO have attracted attention as new drug candidate compounds such as neurodegenerative disorders, inflammation or anxiety neuropathy. Among them, PK11195 [1- (2-chloro-phenyl) -N-methyl-N- (1-methylpropyl) -isoquinoline carboxamide] is known to selectively bind to TSPO. Although the expression of TSPO has been reported to increase in leptin-deficient mice (Giannaccini et al., BMC Neuroscience , 12:18, 2011), the role of TSPO has not yet been elucidated, and TSPO ligands PK11195) has not been reported in the literature.

이에 본 발명자들은 뇌 시상하부 세포 내의 TSPO 역할 규명을 위한 대사체의 구성 및 분비 변화 양상을 확인하기 위해 예의 노력한 결과, 뇌 시상하부 세포에 TSPO 리간드인 PK11195를 처리한 다음 LC/Q-TOFMS 사용하여 분석한 결과, TSPO 역할에 따른 대사체의 유의한 변화가 관찰되었으며, 상기 분석 방법이 TSPO 리간드 처리 후 변화되는 특정 대사체에 대한 동정을 수행하여 질병과 관련된 독성, 질환의 병리, 생리학 분야에 유용하게 사용할 수 있으며, 아직 명확하게 밝혀지지 않은 TSPO의 기능에 대한 최종 표현형을 제시함으로써 TSPO의 대사 과정 조절에 대한 마커로 활용될 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors have made intensive efforts to confirm the constitutive and secretory changes of metabolites for the role of TSPO in brain hypothalamus cells. As a result, the brain hypothalamus cells were treated with TSPO ligand PK11195, followed by LC / Q-TOFMS As a result, significant changes of metabolites were observed according to the role of TSPO, and the above-mentioned analysis method was used to identify specific metabolites which were changed after TSPO ligand treatment, so that it was useful for diseases related pathology, pathology of diseases, And can be used as a marker for the regulation of metabolic processes of TSPO by presenting the final phenotype for the function of TSPO which has not yet been clearly clarified. Thus, the present invention has been completed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 첫번째 해결하려는 과제는 TSPO 리간드 처리에 따른 TSPO 대사체 구성변화 및 분비 변화양상을 분석하는 방법을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method for analyzing TSPO metabolite composition and secretion change pattern by TSPO ligand treatment.

본 발명의 두번째 해결하려는 과제는 상기 대사체 분석 방법으로 분석된 TSPO 대사체를 포함하는 TSPO의 역할에 대한 화학적 조절지표를 제공하는 것이다. A second object of the present invention is to provide a chemical control index for the role of TSPO including the TSPO metabolite analyzed by the above-described metabolite analysis method.

상술한 본 발명의 첫번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 세포에 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드를 처리한 다음, TSPO 대사체를 포함하는 세포 추출물을 분리하는 단계; 및 상기 세포 추출물에 포함된 대사체 농도를 분석한 다음, TSPO 리간드를 처리하지 않은 대조군과의 비교를 통해 TSPO 대사체를 분석하는 단계; 를 포함하는 TSPO 대사체 분석방법을 포함한다. Disclosure of the Invention In order to solve the first problem of the present invention, the present invention provides a method for producing a TSPO metabolite, comprising: treating a cell with a translocator protein (TSPO) ligand and then isolating a cell extract containing a TSPO metabolite; And analyzing the TSPO metabolite by comparing the metabolite concentration contained in the cell extract with a control group not treated with TSPO ligand; Lt; RTI ID = 0.0 > TSPO < / RTI >

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 세포는 뇌 시상하부 세포일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the cell may be a brain hypothalamic cell.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드는 PK11195[1-(2-chloro-phenyl)-N-methyl-N-(1-methylpropyl)-3-isoquinoline carboxamide]일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the translocator protein (TSPO) ligand is selected from the group consisting of PK11195 [1- (2-chloro-phenyl) -N-methyl-N- (1-methylpropyl) -3-isoquinoline carboxamide ].

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 대사체 농도 분석은 대사체 물질의 비행시간(Time of flight, TOF)를 이용한 LC/Q-TOFMS(liquid chromatography/quadrupole time-of-flight mass spectrometry)를 이용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the metabolite concentration analysis is performed using LC / Q-TOFMS (time-of-flight mass spectrometry) using time of flight (TOF) Can be used.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 TSPO에 의한 대사체 분석 방법은 (a) 세포에 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드를 처리하여 3~6시간 동안 반응시킨 다음, TSPO 대사체를 포함하는 세포 추출물을 수득하는 단계; (b) 상기 세포 추출물에 내부표준물질로 레세르핀(reserpine)을 첨가한 후, 유기용매를 처리하여 원심분리를 수행하는 단계; (c) 상기 원심분리로 인해 분리된 수용액층(Aqueous phase; 상층), 단백질층(Protein Disc.; 중간층) 및 유기용매층(organic phase; 하층) 중에서 수용액층 및 유기용매층을 분리하여 LC/Q-TOFMS으로 세포 추출물에 포함된 단백질 농도를 분석하는 단계; 및 (d) TSPO 리간드를 처리하지 않은 세포 추출물에 포함된 대사체와 상기 TSPO 리간드를 처리한 세포추출물에 포함된 대사체와의 비교를 통해 TSPO 리간드에 의해 발현이 증가 또는 감소된 대사체를 선별하는 단계;를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the method for analyzing a metabolite by TSPO comprises the steps of: (a) treating a cell with a translocator protein (TSPO) ligand for 3 to 6 hours, ≪ / RTI > (b) adding reserpine as an internal standard substance to the cell extract, followed by centrifugation by treating with an organic solvent; (c) separating the aqueous solution layer and the organic solvent layer from the aqueous phase (upper layer), protein layer (intermediate layer) and organic solvent layer (lower layer) Analyzing the protein concentration contained in the cell extract with Q-TOFMS; And (d) comparing the metabolites contained in the cell extracts not treated with the TSPO ligand and the metabolites contained in the cell extract treated with the TSPO ligand to select the metabolites with increased or decreased expression by the TSPO ligand The method comprising the steps of:

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계에서 세포 추출물은 메탄올 및 물의 혼합용매를 이용하여 추출할 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the cell extract in step (a) may be extracted using a mixed solvent of methanol and water.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계의 유기용매는 클로로포름일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the organic solvent of step (b) may be chloroform.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 TSPO 대사체는 L-올레안드로실-올레안돌라이드(L-oleandrosyl-oleandolide), C8-디하이드로세라마이드(C8-Dihydroceramide), b-D-글루코피라뉴로닉 산(b-D-Glucopyranuronic acid), N2-석시닐-L-아르기닌(N2-Succinyl-L-arginine), 우라실(Uracil), 피틸 디포스페이트(Phytyl diphosphate), S-(하이드로시페닐아세토시오하이드록시모일)-L-시스테인(S-(Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl)-L-cysteine), 유로코르티손(Urocortisone), 테트라코사헥사엔오일-CoA(Tetracosahexaenoyl-CoA), 코르티손 아세테이트(cortisone acetate), 16(S)-HETE, 피토스핑고신(Phytosphingosine), 6-(2-클로로-5(트리플루오로메틸)페닐)-1-페닐-2-티오바이우레아(6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea), 트리페닐포스핀 옥사이드(Triphenylphosphine oxide), 니코티뉴릭 산(Nicotinuric acid), CMP-N-글리코로일뉴라미네이트(CMP-N-glycoloylneuraminate), 1-헥사데카놀(1-Hexadecanol), 호모아이소시트레이트(Homoisocitrate), N-팔미토일 트립토판(N-palmitoyl tryptophan), N-스테로일 글루탐산(N-stearoyl glutamic acid), N-아세틸락토사민(N-acetyllactosamine), L-유로빌린(L-urobilin), 7a-하이드록시-3-옥소콜레스트-4-엔-27-오익 산(7a-hydroxy-3-oxocholest-4-en-27-oic acid), 포스파티딜에탄올아민(Phosphatidylethanolamine) 및 트리글리세라이드(Triglyceride)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the TSPO metabolite is L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, (BD-Glucopyranuronic acid), N2-Succinyl-L-arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S- (hydrosiphenylacetoxyhydroximoyl (S-Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl) -L-cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16 (S) -HETE, Phytosphingosine, 6- (2-chloro-5 (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiovaiurea 1-phenyl-2-thiobiurea, triphenylphosphine oxide, nicotinuric acid, CMP-N-glycoylenylaninate (CMP-N-glycoloylneuraminate), 1-hexadecanol, homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid acid, N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocolest-4-ene- oxocholest-4-en-27-oic acid, phosphatidylethanolamine, and triglyceride.

두번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 TSPO 대사체 분석 방법으로 분석된 TSPO 대사체를 포함하는 TSPO 대사조절 분석 마커를 포함할 수 있으며, 또한, 상기 TSPO 대사체 분석 방법으로 분석된 TSPO 대사체의 발현정도를 분석하는 단계를 포함하는 TSPO 활성 측정 방법을 포함한다. In order to solve the second problem, the present invention may include a TSPO metabolic regulation marker including the TSPO metabolism analyzed by the TSPO metabolism analysis method, and the TSPO metabolite analyzed by the TSPO metabolism analysis method And measuring the expression level of the TSPO activity.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 TSPO 대사체는 L-올레안드로실-올레안돌라이드(L-oleandrosyl-oleandolide), C8-디하이드로세라마이드(C8-Dihydroceramide), b-D-글루코피라뉴로닉 산(b-D-Glucopyranuronic acid), N2-석시닐-L-아르기닌(N2-Succinyl-L-arginine), 우라실(Uracil), 피틸 디포스페이트(Phytyl diphosphate), S-(하이드로시페닐아세토시오하이드록시모일)-L-시스테인(S-(Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl)-L-cysteine), 유로코르티손(Urocortisone), 테트라코사헥사엔오일-CoA(Tetracosahexaenoyl-CoA), 코르티손 아세테이트(cortisone acetate), 16(S)-HETE, 피토스핑고신(Phytosphingosine), 6-(2-클로로-5(트리플루오로메틸)페닐)-1-페닐-2-티오바이우레아(6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea), 트리페닐포스핀 옥사이드(Triphenylphosphine oxide), 니코티뉴릭 산(Nicotinuric acid), CMP-N-글리코로일뉴라미네이트(CMP-N-glycoloylneuraminate), 1-헥사데카놀(1-Hexadecanol), 호모아이소시트레이트(Homoisocitrate), N-팔미토일 트립토판(N-palmitoyl tryptophan), N-스테로일 글루탐산(N-stearoyl glutamic acid), N-아세틸락토사민(N-acetyllactosamine), L-유로빌린(L-urobilin), 7a-하이드록시-3-옥소콜레스트-4-엔-27-오익 산(7a-hydroxy-3-oxocholest-4-en-27-oic acid), 포스파티딜에탄올아민(Phosphatidylethanolamine) 및 트리글리세라이드(Triglyceride)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the TSPO metabolite is selected from the group consisting of L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, bD-glucopyranuronic acid (bD-Glucopyranuronic acid), N2-Succinyl-L-arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S- (hydrosiphenylacetoxyhydroximoyl) Cysteine, S-Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl-L-cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16 (S) -HETE, Phytosphingosine, 6- (2-chloro-5 (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiovaiurea phenyl-2-thiobiurea, triphenylphosphine oxide, nicotinuric acid, CMP-N-glycoylinuraminate (CMP-Ng lycloylneuraminate, 1-hexadecanol, homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid, N- N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocholest-4-ene -27-oic acid, phosphatidylethanolamine, and triglyceride.

본 발명의 TSPO에 의한 대사체 분석 방법은 TSPO 리간드 처리에 따른 TSPO에 의한 대사체 구성 및 분비 변화양상을 확인할 수 있으므로, TSPO 리간드 처리 후 변화되는 특정 대사체에 대한 동정을 수행하여 질병과 관련된 독성, 질환의 병리, 생리학 분야에 유용하게 사용할 수 있으며, 아직 명확하게 밝혀지지 않은 TSPO의 기능에 대한 최종 표현형을 제시함으로써 TSPO의 대사 과정 조절에 대한 마커로 활용될 수 있다.The method of analyzing a metabolite by TSPO of the present invention can confirm the metabolite composition and secretion change pattern by TSPO according to the TSPO ligand treatment, so that identification of a specific metabolite changed after TSPO ligand treatment is performed, , Disease pathology, and physiology, and can be used as a marker for the regulation of TSPO metabolism by presenting a final phenotype for the function of TSPO that has not yet been clarified.

도 1은 내부표준물질(reserpine)의 크로마토그래피 패턴 및 강도(intensity)를 나타낸 데이터이다.
도 2는 품질관리시료(QC)의 포함 여부에 따라 PK11195를 처리하지 않은 뇌신경세포 추출물(0h) 및 PK11195를 처리한 뇌신경세포 추출물(4h)의 수용성층에서 그룹별 주성분 분석 패턴변화를 확인한 데이터이다.
도 3은 품질관리시료(QC)의 포함 여부에 따라 PK11195를 처리하지 않은 뇌신경세포 추출물(0h) 및 PK11195를 처리한 뇌신경세포 추출물(4h)의 유기층에서 그룹별 주성분 분석 패턴변화를 확인한 데이터이다.
도 4는 PK11195를 처리하지 않은 뇌신경세포 추출물(대조군) 및 PK11195를 처리한 뇌신경세포 추출물의 수용성층에서 로딩 플랏(loading plot)을 확인한 데이터이다.
도 5는 PK11195를 처리하지 않은 뇌신경세포 추출물(대조군) 및 PK11195를 처리한 뇌신경세포 추출물의 유기층에서 로딩 플랏(loading plot)을 확인한 데이터이다.
도 6은 PK11195를 처리하지 않은 대조군 및 PK11195를 처리한 군의 대사체 간의 클러스터링(clustering)을 확인하기 위한 히트맵(heat map)을 나타낸 데이터이다 (두 그룹 간 Fold change cut-off가 2.0 이상인 것만 선별하여 분석).
도 7은 히트맵 분석에 사용한 R software code를 나타낸 것이다.
도 8은 TSPO 역할에 따른 작용기전을 활성화 하는 가상적 대사체 네트워크에 대한 모식도이다.
도 9는 표준품과 뇌신경세포 시료에서 동정된 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea 의 MS/MS 패턴을 나타낸 데이터이다.
도 10은 표준품과 뇌신경세포 시료에서 동정된 Triphenylphosphine oxide 의 MS/MS 패턴을 나타낸 데이터이다.
도 11은 표준품과 뇌신경세포 시료에서 동정된 cortisone acetate의 MS/MS 패턴을 나타낸 데이터이다.
Figure 1 is data showing the chromatographic pattern and intensity of the internal standard material (reserpine).
FIG. 2 is a graph showing changes in principal component analysis patterns in the water-soluble layer of brain nerve cell extract (0h) and PK11195-treated brain nerve cell extract (4h), which were not treated with PK11195, depending on whether or not the quality control sample (QC) .
FIG. 3 is a graph showing changes in principal component analysis pattern of each group in the organic layer of the brain nerve cell extract (0h) not treated with PK11195 and the brain nerve cell extract (4h) treated with PK11195 according to the presence or absence of the quality control sample (QC).
FIG. 4 is a data showing a loading plot in a water-soluble layer of a brain nerve cell extract (control group) not treated with PK11195 and a brain cell extract treated with PK11195.
FIG. 5 is a data showing loading plots in an organic layer of a brain neuron cell extract (control group) not treated with PK11195 and a brain cell extract treated with PK11195.
6 is data showing a heat map for confirming the clustering between the metabolites of the PK11195-untreated control group and the PK11195 treated group (the fold change cut-off between the two groups of 2.0 or higher Selective analysis).
7 shows the R software code used in the heat map analysis.
FIG. 8 is a schematic diagram of a hypothetical metabolite network that activates the action mechanism according to the TSPO role. FIG.
FIG. 9 shows MS / MS pattern data of 6- (2-chloro-5- (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiobiurea identified in a standard product and a brain nerve cell sample.
10 is data showing MS / MS patterns of Triphenylphosphine oxide identified in the standard product and in the brain nerve cell sample.
FIG. 11 shows MS / MS pattern data of cortisone acetate identified in the standard and brain nerve cell samples.

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

상술한 바와 같이, 최근 TSPO의 리간드는 신경 변성 장애, 염증 또는 불안 신경증 등의 신약 후보 화합물로 주목을 받고 있으며, TSPO를 선택적으로 검출할 수 있는 화합물들에 대한 연구되고 있으나, 아직까지 TSPO의 역할에 대해 명확하게 밝혀진 것이 없으며, TSPO 역할 규명을 위한 대사체 변화양상에 관한 연구는 보고된 바 없다.As described above, recently, ligands of TSPO have been attracting attention as new drug candidate compounds such as neurodegenerative disorders, inflammation or anxiety neuropathy, and compounds capable of selectively detecting TSPO have been studied, but the roles of TSPO , And no study has been reported on the metabolic change pattern for TSPO role identification.

본 발명은 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드 처리에 따른 TSPO 대사체 분석 방법을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 TSPO 리간드 처리 후 변화되는 특정 대사체에 대한 동정을 수행하여, TSPO 역할 규명을 위한 대사체 변화양상을 파악하여, TSPO의 기능에 대한 최종 표현형을 제시할 수 있으며, 상기 방법으로 분석된 TSPO 대사체를 TSPO의 대사 과정 조절에 대한 마커 및 TSPO 활성 측정 방법에 활용할 수 있다. The present invention sought to solve the above-mentioned problems by providing a method for analyzing TSPO metabolites by treatment with a translocator protein (TSPO) ligand. In this way, identification of specific metabolites that are changed after TSPO ligand treatment can be performed, and the final phenotype of the function of TSPO can be suggested by grasping the metabolic change pattern for TSPO role identification. The TSPO Metabolites can be used as markers for the regulation of TSPO metabolism and for measuring TSPO activity.

따라서, 본 발명은 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드 처리에 따른 TSPO 대사체 분석 방법을 포함하며, 구체적으로는 세포에 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드를 처리한 다음, TSPO 대사체를 포함하는 세포 추출물을 분리하는 단계; 및 상기 세포 추출물에 포함된 대사체 농도를 분석한 다음, TSPO 리간드를 처리하지 않은 대조군과의 비교를 통해 TSPO에 의한 대사체를 분석하는 단계; 를 포함하는 TSPO 대사체 분석방법을 포함한다. Accordingly, the present invention includes a method for analyzing a TSPO metabolite by treatment with a translocator protein (TSPO) ligand. More specifically, the present invention relates to a method for producing a TSPO metabolite by treating a cell with a translocator protein (TSPO) Isolating the cell extracts comprising the cells; Analyzing the metabolite concentration contained in the cell extract, and then analyzing metabolites by TSPO through comparison with a control group not treated with TSPO ligand; Lt; RTI ID = 0.0 > TSPO < / RTI >

상기 '전이체 단백질(translocator protein, TSPO)'은 말초성 벤조디아제핀 수용체(PBR: peripheral benzodiazepine receptor)로서 알려진 전이체 단백질(18 kDa)로, 아데닌 뉴클레오티드 운반체(ANC: adenine nucleotide carrier)(30 kDa) 및 전압-의존성 음이온 채널(VDAC: voltage-dependent anion channel)과 함께 삼중 복합체를 형성하여 미토콘드리아 투과성 변이공(MPTP: mitochondrial permeability transition pore)을 구성할 수 있다. TPSO는 그의 독특한 구조, 생리학적 기능, 및 미토콘드리아 외막 상의 세포내 위치에 의해 중추성 벤조디아제핀 수용체(CBR: central benzodiazepine receptor)로부터 구별된다. TSPO는 수많은 생물학적 과정들과 연관지어져 왔지만, 그의 생리학적 역할의 일부 양태는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. The 'translocator protein' (TSPO) is a transgene protein (18 kDa) known as a peripheral benzodiazepine receptor (PBR), which contains an adenine nucleotide carrier (ANC) (30 kDa) The mitochondrial permeability transition pore (MPTP) can be formed by forming a triple complex with a voltage-dependent anion channel (VDAC). TPSO is distinguished from a central benzodiazepine receptor (CBR) by its unique structure, physiological function, and intracellular location on the mitochondrial outer membrane. TSPO has been associated with numerous biological processes, but some aspects of its physiological role have not yet been clearly elucidated.

TSPO는 대부분의 말초 기관, 예를 들어 폐, 심장 및 신장에 조밀하게 분포하나, 정상적인 뇌실질(brain parenchyma)에서는 극소량이 발현될 뿐이다. 신경 손상 또는 감염 후에는, 뇌실질에서의 TSPO 발현이 극적으로 증가한다. 시험관내 자가방사기록법(autoradiography) 및 면역조직화학법에 의하여, 상기 영역에서의 상승된 TSPO 결합은 활성화된 미세아교세포(microglia)의 출현과 직접적 관련이 있음이 밝혀졌다. 최근에는, 알츠하이머병(AD: Alzheimer's disease) 및 다발성 경화증(MS: multiple sclerosis)을 앓는 환자의 생체내 양전자 방출 단층촬영술(PET: positron emission tomography) 영상화에 의하여, 뇌실질에서의 TSPO 결합은 활성화된 소신경교세포에 국한된다는 것이 확인되었다.TSPO is closely distributed in most peripheral organs, such as the lungs, heart and kidneys, but only in the brain parenchyma. After nerve injury or infection, TSPO expression in the parenchyma is dramatically increased. By in vitro autoradiography and immunohistochemistry, it was found that elevated TSPO binding in this region is directly related to the appearance of activated microglia. Recently, by in vivo positron emission tomography (PET) imaging of patients suffering from Alzheimer's disease (AD) and multiple sclerosis (MS), TSPO binding in the brain parenchyma is activated It was confirmed that it is restricted to the glial cells.

상기 '대사체(metabolome)'는 세포 내에 존재하는 대사물질(metabolism)의 총합을 의미하며, 생체 내의 물질 변화의 결과로 생성되는 물질을 의미한다. 본 발명의 'TSPO 대사체' 또는 'TSPO에 의한 대사체'는 TSPO 리간드 처리 후 변화되는 대사체를 의미하며, TSPO 리간드는 TSPO에 선택적으로 결합하여 세포 내에서 TSPO의 활성을 감소시킨다. 즉, 본 발명의 TSPO 대사체 분석 방법은 TSPO 리간드 처리에 의해 TSPO 활성에 감소함에 따라 변화는 대사물질들을 선별하여, TSPO 활성에 따른 대사물질들을 유추할 수 있으며, 변화된 대사물질들을 분석하여 TSPO의 기능에 대한 최종 표현형을 제시할 수 있다.The term " metabolome " refers to the total amount of metabolism present in a cell, and refers to a substance produced as a result of a substance change in a living body. The 'TSPO metabolite' or 'metabolite by TSPO' of the present invention means a metabolite which is changed after the TSPO ligand treatment, and the TSPO ligand selectively binds to TSPO and reduces the activity of TSPO in the cells. That is, as the TSPO metabolite analysis method of the present invention is reduced to TSPO activity by TSPO ligand treatment, it is possible to select metabolites and to metabolize the metabolites according to TSPO activity, The final phenotype for the function can be presented.

본 발명에 있어서, 상기 세포는 뇌 시상하부 세포일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 TSPO 대사체 분석방법을 사용하여 다양한 세포에서의 TSPO 대사체를 분석할 수 있다. In the present invention, the cells may be brain hypothalamic cells, but not limited thereto, TSPO metabolites in various cells can be analyzed using the TSPO metabolite analysis method of the present invention.

본 발명에 있어서, 상기 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드는 PK11195[1-(2-chloro-phenyl)-N-methyl-N-(1-methylpropyl)-3-isoquinoline carboxamide]일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 TSPO와 특이적으로 결합할 수 있는 안타고니스트(Antagonist)를 제한 없이 사용할 수 있다. In the present invention, the translocator protein (TSPO) ligand may be PK11195 [1- (2-chloro-phenyl) -N-methyl-N- (1-methylpropyl) -3-isoquinoline carboxamide] The antagonist capable of specifically binding to TSPO can be used without limitation.

본 발명에 있어서, 상기 대사체 분석은 대사체 물질의 비행시간(Time of flight, TOF)를 이용한 LC/Q-TOFMS(liquid chromatography/quadrupole time-of-flight mass spectrometry)를 이용할 수 있다.In the present invention, the metabolism analysis can use LC / Q-TOFMS (liquid chromatography / quadrupole time-of-flight mass spectrometry) using a time of flight (TOF) of a metabolite material.

상기 TSPO 대사체 분석방법을 좀 더 구체적으로 설명하면, The TSPO metabolite analysis method will be described in more detail.

(a) 세포에 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드를 처리하여 3~6시간 동안 반응시킨 다음, TSPO 대사체를 포함하는 세포 추출물을 수득하는 단계; (a) treating cells with a translocator protein (TSPO) ligand for 3 to 6 hours, and then obtaining a cell extract containing the TSPO metabolite;

(b) 상기 세포 추출물에 내부표준물질로 레세르핀(reserpine)을 첨가한 후, 유기용매를 처리하여 원심분리를 수행하는 단계; (b) adding reserpine as an internal standard substance to the cell extract, followed by centrifugation by treating with an organic solvent;

(c) 상기 원심분리로 인해 분리된 수용액층(Aqueous phase; 상층), 단백질층(Protein Disc.; 중간층) 및 유기용매층(organic phase; 하층) 중에서 수용액층 및 유기용매층을 분리하여 LC/Q-TOFMS으로 세포 추출물에 포함된 단백질 농도를 분석하는 단계; 및 (c) separating the aqueous solution layer and the organic solvent layer from the aqueous phase (upper layer), protein layer (intermediate layer) and organic solvent layer (lower layer) Analyzing the protein concentration contained in the cell extract with Q-TOFMS; And

(d) TSPO 리간드를 처리하지 않은 세포 추출물에 포함된 대사체와 상기 TSPO 리간드를 처리한 세포추출물에 포함된 대사체와의 비교를 통해 TSPO 리간드에 의해 발현이 증가 또는 감소된 대사체를 선별하는 단계;를 포함하는 방법으로 수행될 수 있다. (d) comparing the metabolites contained in the TSPO ligand-treated cell extract with the metabolites contained in the TSPO ligand-treated cell extract to select metabolites with increased or decreased expression by the TSPO ligand The method comprising the steps of:

먼저, 상기 (a) 단계는 세포에 전이체 단백질(translocator protein, TSPO) 리간드를 처리하여 3~6시간 동안 반응시킨 다음, TSPO 대사체를 포함하는 세포 추출물을 수득하는 단계로, 본 발명에서는 뇌 시상하부 세포인 A2/29 세포에 TSPO 리간드인 PK11195(10 μM)를 처리한 후 약 4시간 동안 반응시킨 다음 세포 추출물을 수득하였다. In step (a), the cell is treated with a translocator protein (TSPO) ligand for 3 to 6 hours to obtain a cell extract containing a TSPO metabolite. In the present invention, The hypothalamic A2 / 29 cells were treated with TSPO ligand PK11195 (10 [mu] M) and reacted for about 4 hours to obtain a cell extract.

본 발명에서 상기 세포는 뇌 시상하부 세포이며, 세포 추출물은 당 업계에 공지된 일반적인 단백질 추출 방법을 사용하여 추출할 수 있으며, 본 발명에서는 바람직하게 메탄올 및 물의 혼합물을 사용하였다. In the present invention, the cells are brain hypothalamic cells. The cell extract can be extracted using a general protein extraction method known in the art. In the present invention, a mixture of methanol and water is preferably used.

다음으로, 상기 (b) 단계는 상기 세포 추출물에 내부표준물질로 레세르핀(reserpine)을 첨가한 후, 유기용매를 처리하여 원심분리를 수행하는 단계이다. Next, in step (b), reserpine is added to the cell extract as an internal standard, followed by centrifugation by treating with an organic solvent.

상기 내부표준물질(IS, internal standard)은 시료를 분석하기 직전에 바탕시료, 검정곡선용 표준물질, 시료 또는 시료추출물에 첨가되는 농도를 알고 있는 화합물로, 상기 화합물은 대상 분석물질의 특성과 유사한 크로마토그래피 특성을 가져야 하며, 머무름시간(retention time), 상대적 감응(relative response), 그리고 각 시료 중에 존재하는 분석물의 양(amount of analyte)을 점검하기 위해서 내부표준물질(IS)을 사용한다. The internal standard (IS) is a compound known to be added to a background sample, a reference material for a calibration curve, a sample or a sample extract immediately before analyzing the sample. (IS) should be used to check retention time, relative response, and the amount of analyte present in each sample.

본 발명에서는 본 발명에서 사용한 대사체 프로파일링 방법의 수행을 시각적으로 얼마나 분석이 잘되었는지를 빠르게 평가하기 위해 품질관리시료를 사용하였으며, 대사체 프로파일링 분석법은 많은 샘플 전처리 과정을 필요로 하며, 크로마토그래픽적 기술뿐만 아니라, 질량분석기의 반응은 시간에 따라 컬럼이 오염됨으로써 수행의 하락정도에 영향을 준다. 이러한 방법의 수행을 시각적으로 얼마나 분석이 잘되었는지를 빠르게 평가하기 위해 품질관리시료가 사용되고, 이 품질관리시료는 대개 시료 세트의 시작과 중간, 끝에 두며 분석 중간에 무작위로 흩어져 있다. 품질관리시료는 감도의 감소, 머무름 시간의 변화 또는 질량 정확도의 변화와 같은 시스템의 오염 또는 기기의 오류로 인해 일어나는 문제점들을 포함하여, 시스템의 적합성과 시스템의 안정성 모두에 대해 관련된 정보를 제공한다. In the present invention, a quality control sample is used to quickly evaluate how well the analysis of the metabolism profiling method used in the present invention is accomplished visually. The metabolism profiling analysis method requires many sample preprocessing steps, In addition to graphical techniques, the mass spectrometer's response affects the degree of performance degradation due to column contamination over time. Quality control samples are used to quickly assess how well these analyzes are visually performed, and these quality control samples are usually scattered randomly at the beginning, middle, and end of the sample set, and in the middle of the analysis. Quality control samples provide information on both the suitability of the system and the stability of the system, including problems caused by contamination of the system or equipment errors such as reduced sensitivity, changes in retention times, or changes in mass accuracy.

본 발명의 일실시예에서, 품질관리시료의 처음 5개는 분석을 시작할 때, 시스템적합성 테스트를 수행하기 위해 사용되었다. 분석한 품질관리시료는 같은 크로마토그래피 패턴과 내부표준물질의 강도(intensity)의 변동계수 값 (coefficient of variation)을 만족함으로써 재현성을 확인하였다. 내부표준물질로는 reserpine을 사용하였고, 품질관리시료에 있는 내부표준물질의 강도 변동계수 값 (CV, %) 은 5.76% 이며, 분석기준을 만족하였다. 품질관리시료에 있는 내부표준물질의 크로마토그래피 패턴과 강도는 도 1에 나타난 바와 같다. In one embodiment of the present invention, the first five of the quality control samples were used to perform system suitability tests at the beginning of the analysis. The reproducibility of the analyzed quality control samples was confirmed by satisfying the same chromatographic pattern and the coefficient of variation of the intensity of the internal reference material. Reserpine was used as an internal reference material, and the coefficient of variation (CV,%) of the internal standard substance in the quality control sample was 5.76%. The chromatographic pattern and strength of the internal reference material in the quality control sample are as shown in Fig.

상기 (b) 단계의 유기용매는 세포에서 대사체에 해당하는 단백질을 추출할 수 있는 용매는 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 클로로포름일 수 있다. As the organic solvent of step (b), any solvent capable of extracting a protein corresponding to a metabolite from cells may be used without limitation, and chloroform may be preferably used.

본 발명의 일양태에서는, 세포 추출물 속에 포함된 단백질 또는 지질을 포함하는 대사체를 분리하기 위해 Bligh-Dyer 추출방법(Bligh E G & Dyer W J, Can. J. Biochem. Physiol. 37: 911, 1959)을 변형하여 사용하였다.In one aspect of the present invention, a method of isolating a protein or a lipid-containing metabolite contained in a cell extract is carried out using a Bligh-Dyer extraction method (Bligh EG & Dyer WJ, Can. J. Biochem. Physiol. 37: 911, 1959).

그 다음으로, (c) 단계는 상기 원심분리로 인해 분리된 수용액층(Aqueous phase; 상층), 단백질층(Protein Disc.; 중간층) 및 유기용매층(organic phase; 하층) 중에서 수용액층 및 유기용매층을 분리하여 LC/Q-TOFMS으로 세포 추출물에 포함된 단백질 농도를 분석하는 단계이다.Next, in step (c), an aqueous solution layer and an organic solvent in an aqueous phase (upper layer), a protein layer (intermediate layer) and an organic solvent layer (lower layer) Layer is separated and the concentration of protein contained in the cell extract is analyzed by LC / Q-TOFMS.

상기 변형된 Bligh-Dyer 추출방법을 이용하는 경우, 클로로포름 : 메탄올 : 물이 최종적으로 1 : 2 : 1.8로 혼합되도록 상기 (b) 단계의 세포추출물에 용매를 처리한 후, 원심분리를 수행하게 되면, 수용액층(Aqueous phase; 상층), 단백질층(Protein Disc.; 중간층) 및 유기용매층(organic phase; 하층)으로 분리된다. 상기 분리된 유기용매층의 반을 산 추출단계 및 염기 추출단계를 순차적으로 수행하였으며, 기존에 추출된 수용액층(Aqueous phase; 상층) 및 유기용매층(organic phase; 하층)을 선별하여 각각에 대한 대사체 분석을 수행하였다. When the modified Bligh-Dyer extraction method is used, the cell extract of step (b) is treated with a solvent such that chloroform: methanol: water is finally mixed at a ratio of 1: 2: 1.8, It is divided into an aqueous phase (upper layer), a protein layer (intermediate layer) and an organic phase (lower layer). Half of the separated organic solvent layers were sequentially subjected to an acid extraction step and a base extraction step and the previously extracted aqueous phase (upper layer) and organic solvent phase (lower layer) were selected, Metabolic analysis was performed.

본 발명에서는 대사체 분석을 위해 LC/Q-TOFMS을 사용하여 생체 내 대사체를 분석하는 Global metabolomics profiling 방법을 이용하였으며, UPLC (Agilent Technologies 1290 Infinity)와 Q-TOFMS(liquid chromatography/quadrupole time-of-flight mass spectrometry)를 사용하여, 상기 수용액층 및 유기용매층에 포함된 주성분을 확인한 다음, 대조군과 실험군간의 대사체 변화패턴을 분석하였다.In the present invention, a global metabolomics profiling method for analyzing metabolites in vivo using LC / Q-TOFMS was used for the analysis of metabolites, and UPLC (Agilent Technologies 1290 Infinity) and Q-TOFMS (liquid chromatography / quadrupole time- -flight mass spectrometry), the main components contained in the aqueous solution layer and the organic solvent layer were confirmed, and the metabolite change patterns between the control and experimental groups were analyzed.

먼저, 수용액층 및 유기용매층 각각에서 TSPO 리간드인 PK11195를 처리한 실험군과 PK11195를 처리하지 않은 대조군의 그룹별 주성분 분석 패턴변화를 분석하였다. 그 결과, 도 2 및 3에 나타난 바와 같이, TSPO 리간드 처리 전(0 시간) 및 TSPO 리간드 처리 후(4 시간)에 해당하는 주성분(principle component)의 분리가 대조군에 비해 TSPO 리간드를 처리한 그룹에서 확연이 관찰되었으며, 품질관리시료(QC) 가 모여있는 것으로 보아, 분석하는 동안 감도의 감소나 머무름 시간의 변화, 질량 정확도의 변화가 없이 안정적으로 분석되어 신뢰성을 확보하였다.First, the changes of the principal component analysis patterns of the experimental group treated with the TSPO ligand PK11195 and the control group treated with the PK11195 were analyzed in the aqueous solution layer and the organic solvent layer, respectively. As a result, as shown in Figs. 2 and 3, separation of the principle component corresponding to TSPO ligand treatment (0 hour) and TSPO ligand treatment (4 hours) was significantly inhibited in the group treated with TSPO ligand (QC) were gathered. Therefore, the stability was analyzed without any change of sensitivity, change of retention time, and change of mass accuracy during analysis, and reliability was secured.

또한, 수용액층 및 유기용매층 각각에서 TSPO 리간드인 PK11195를 처리한 실험군과 PK11195를 처리하지 않은 대조군의 그룹별 로딩 플랏(loading plot)을 분석한 결과, 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 네모 점들은 PK11195를 처리한 후 수용액층 및 유기용매층 모두 TSPO의 역할에 따른 대사체의 유의한 변화가 있는 것을 보여준다. As a result of analyzing a loading plot for each group of the experimental group treated with TSPO ligand PK11195 and the control group not treated with PK11195 in each of the aqueous solution layer and the organic solvent layer, as shown in FIGS. 4 and 5, The points show that after treatment with PK11195, there is a significant change in the metabolite depending on the role of TSPO in both aqueous and organic solvent layers.

마지막으로, 상기(d) 단계는 TSPO 리간드를 처리하지 않은 세포 추출물에 포함된 대사체와 상기 TSPO 리간드를 처리한 세포추출물에 포함된 대사체와의 비교를 통해 TSPO 리간드에 의해 발현이 증가 또는 감소된 대사체를 선별하는 단계이다.Finally, in step (d), the expression of the TSPO ligand is increased or decreased by the TSPO ligand through comparison of the metabolites contained in the cell extracts not treated with the TSPO ligand and the metabolites contained in the cell extract treated with the TSPO ligand Which is a step for selecting metabolites.

본 발명의 일실시예에서, 뇌 시상하부 세포인 A2/29 세포의 수용액층 또는 유기용매층에서 PK11195를 처리하지 않은 대조군과 PK11195를 처리한 실험군과의 유의한 차이를 unpaired t-test로 수행하여 분석하였으며, Heat map 분석 기법을 이용한 군집 분석(Clustering Analysis)을 수행하였다.In one embodiment of the present invention, the significant difference between the control group treated with PK11195 and the treated group treated with PK11195 in the aqueous solution layer or the organic solvent layer of A2 / 29 cell of brain hypothalamic cell was performed by unpaired t-test Clustering analysis using Heat map analysis technique was performed.

도 6은 두 그룹간의 유의한 차이와 대사체 간의 클러스터링을 확인하기 위한 히트맵(heat map)으로, TSPO 리간드 처리 전(0 시간)과 TSPO 리간드 처리 4시간 후에 대사체 발현정도를 비교하였을 때, 빨간색으로 표시된 부분은 대사체 발현량이 감소한 것을 의미하며, 녹색으로 표시된 부분은 대사체 발현량이 증가한 것을 의미한다. 총 대사체들 중에서 두 그룹 간 Fold change cut-off가 2.0 이상인 것만 선별할 경우, 수용액층에서 723개, 유기용매층에서 2233개로 나타났으며, 그 중 TSPO의 역할과 가장 높은 상관관계를 가진 후보물질은 수용액층에서 35개, 유기용매층에서 50개로, 총 85개를 선별하여 heat map으로 나타내었다 (표 1 내지 3 및 도 6). FIG. 6 is a heat map for confirming a significant difference between two groups and clustering between metabolites. When the degree of metabolism was compared before TSPO ligand treatment (0 hour) and after 4 hours of TSPO ligand treatment, The area marked in red means that the amount of metabolism is decreased, and the area marked in green means that the amount of metabolism is increased. Among the total metabolites, 723 groups were found in the aqueous solution layer and 2233 in the organic solvent layer when the fold change cut-off between the two groups was 2.0 or more. Among them, candidates having the highest correlation with the role of TSPO 35 substances in the aqueous solution layer and 50 in the organic solvent layer were selected, and a total of 85 substances were selected as heat maps (Tables 1 to 3 and 6).

두 그룹간 유의한 차이와 대사체 간의 클러스터링(clustering)을 확인하기 위한 heat map은 도 7에 나타낸 R software code를 사용하여 수행하였다. The heat map for confirming the significant difference between the two groups and the clustering between the metabolites was performed using the R software code shown in FIG.

대사물질의 양과 TSPO의 역할에 대한 상관관계 규명을 위해서는 질량분석기 데이터로부터 대사체의 정확한 m/z와 동정이 중요하며, 이를 대사 산물 확인(metabolite identification)이라고 한다. 본 발명에서는 일차적으로 TSPO의 역할과 상관관계가 높은 대사물질을 기반으로 인간 메타볼롬 데이터베이스(Human Metabolome Database; HMDB)를 이용하여 전체 pathway enrichment analysis를 수행하였으며, 일본 교토대학이 운영하는 KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) 데이타베이스를 이용하여 대사체의 양이 증가하는(enrich) 세포기작에 해당하는 경로 정보와 상호작용 정보를 이용하여 TSPO의 역할과 높은 상관관계를 가지며, 변화를 보이는 대사물질을 통합 비교 분석하고 후보된 내인성 대사체에서 TSPO의 기전과 통합적인 상관성을 평가하여 대사물질을 대리표지자로 선별하였다. Identification of the exact m / z of the metabolite from the mass spectrometer data is important for the correlation between the amount of metabolite and the role of TSPO, which is called metabolite identification. In the present invention, the entire pathway enrichment analysis was performed using a human Metabolome Database (HMDB) based on a metabolite having a high correlation with the role of TSPO, and the KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) database using metabolic pathway information and interaction information that are related to cellular mechanisms of increased metabolism (enrich) metabolism Metabolites were selected as surrogate markers by evaluation of integrated correlation with the mechanism of TSPO in the candidate endogenous metabolites.

대사 네트워크는 세포에서 물질대사와 물리적 과정을 생화학적, 물리적 특성 결정을 완성시키는 작업이라고 할 수 있다. 이러한 네트워크는 대사작용의 화학적 조절지표가 된다. 대사 네트워크는 대사과정을 모델링하고 연구하는데 필요한 도구일 뿐만 아니라, 뇌에서 TSPO의 역할과 표현형 (phenotype) 사이의 관계를 규명해 주는 역할을 한다. 각 노드(node)는 특정 대사체를 나타내며, 다른 대사체와의 상관관계 정도는 그 위치를 결정하게 된다. Metabolic networks can be said to be the task of completing biochemical and physical characterization of metabolism and physical processes in cells. This network is a chemical regulator of metabolism. Metabolic networks are not only a tool for modeling and studying metabolic processes, but also play a role in determining the relationship between the role of TSPO and the phenotype in the brain. Each node represents a specific metabolite, and the degree of correlation with other metabolites determines its location.

도 8은 TSPO 역할에 따른 작용기전을 활성화하는 가상적 대사체 네트워크에 관한 모식도로, 사이토스케이프(Cytoscape)를 이용하여 구축된 가상적 네트워크 모델에서 노드 속성(node attribute)을 입력하여 각 세포기작에 해당하는 서브 네트워크(sub network)를 동정하고 TSPO의 역할에 따른 작용기전을 활성화하는 주요 모듈을 가상적으로 동정하였다.FIG. 8 is a schematic diagram of a hypothetical metabolic network that activates the action mechanism according to the role of TSPO. In FIG. 8, a node attribute is input in a hypothetical network model constructed using cytospec, We identified virtual subnetworks and identified the main modules that activate the mechanism of action according to the role of TSPO.

그 결과, TSPO 리간드 처리에 의해, L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, b-D-Glucopyranuronic acid, N2-Succinyl-L-arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S-(Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl)-L-cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16(S)-HETE, Phytosphingosine, 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea 및 Triphenylphosphine oxide 등의 대사체 발현이 증가하였으며, Nicotinuric acid, CMP-N-glycoloylneuraminate, 1-Hexadecanol, Homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid, N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocholest-4-en-27-oic acid, Phosphatidylethanolamine 및 Triglyceride 등의 대사체 발현이 감소하였다L-cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-L-arginine, N-Succinyl-L-arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S-Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl- (2-chloro-5-trifluoromethyl) phenyl-1-phenyl-2-thiobiurea and triphenylphosphine oxide were increased by the addition of nicotinuric acid acid, CMP-N-glycoloylneuraminate, 1-hexadecanol, Homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid, N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocholest- The expression of metabolites such as phosphatidylethanolamine and triglyceride decreased

또한, 본 발명의 일실시예에서는, 뇌 신경세포에서 TSPO의 역할과 표현형 (phenotype) 사이의 관계를 규명하기 위해, 표준품을 모 이온 (precursor ion) 과 쪼개짐 이온 (product ion)의 특성을 이용하여 생체 내 대사체를 동정하였다. 동정된 대사체는 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea, Triphenylphosphine oxide, cortisone acetate 이다. 이들 대사체는 뇌 시상하부 세포 (A2/29 cell)에 TSPO리간드 (PK11195)를 4시간 처리하였을 때, 리간드를 처리한 그룹에서 이들 대사체가 증가하는 것을 확인하였다. In addition, in one embodiment of the present invention, in order to clarify the relationship between the role of TSPO and the phenotype in the brain neuron, a standard product is prepared by using the characteristics of precursor ion and cleavage ion (product ion) Metabolites in vivo were identified. The identified metabolites are 6- (2-chloro-5- (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiobiurea, triphenylphosphine oxide and cortisone acetate. These metabolites showed that these metabolites increased in the ligand - treated group when TSPO ligand (PK11195) was treated with brain hypothalamic cell (A2 / 29 cell) for 4 hours.

도 9 내지 도 11은 표준품과 뇌신경세포 시료에서 동정된 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea, Triphenylphosphine oxide 및 cortisone acetate의 MS/MS 패턴을 나타낸 것으로, 도 9에 나타난 바와 같이, 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea의 머무름 시간은 12분이며, 모 이온의 m/z 인 327.0128을 10, 20, 40의 eV로 충돌 에너지(collision energy)를 주었을 때, 174.9806 m/z 과 98.9845 m/z으로 쪼개지는 것을 확인할 수 있다. 9 to 11 show the MS / MS patterns of 6- (2-chloro-5- (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiobiurea, triphenylphosphine oxide and cortisone acetate identified in the standard and brain nerve cell samples , The retention time of 6- (2-chloro-5- (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiobiurea was 12 minutes and 327.0128 of m / , And collision energy of 40 eV, it can be confirmed that it is split into 174.9806 m / z and 98.9845 m / z.

또한, 도 10 및 도 11에 나타난 바와 같이, Triphenylphosphine oxide의 머무름 시간은 11분이며, 모 이온의 m/z 인 279.0916을 10, 20, 40의 eV로 충돌 에너지를 주었을 때, 201.0455 m/z으로 쪼개지는 것을 확인할 수 있었으며, cortisone acetate의 머무름 시간은 17분이며, 모 이온의 m/z 인 403.1977을 10, 20, 40의 eV로 충돌에너지를 주었을 때, 283.2603 m/z으로 쪼개지는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIGS. 10 and 11, the retention time of triphenylphosphine oxide was 11 minutes, and when the collision energy of m / z 279.0916, which is the parent ion, was 10, 20, and 40 eV, it was 201.0455 m / z The retention time of cortisone acetate was 17 minutes. It was confirmed that the collision energy of 403.1977 m / z of the parent ion was 10, 20, and 40 eV, and it was cleaved at 283.2603 m / z have.

이로써, 뇌 신경세포에 TSPO 리간드 (PK11195)를 4시간 처리하였을 때, TSPO의 역할과 관련된 대사체를 제시할 수 있으며, 본 발명에 있어서, TSPO의 역할과 관련된 대사체는 L-올레안드로실-올레안돌라이드(L-oleandrosyl-oleandolide), C8-디하이드로세라마이드(C8-Dihydroceramide), b-D-글루코피라뉴로닉 산(b-D-Glucopyranuronic acid), N2-석시닐-L-아르기닌(N2-Succinyl-L-arginine), 우라실(Uracil), 피틸 디포스페이트(Phytyl diphosphate), S-(하이드로시페닐아세토시오하이드록시모일)-L-시스테인(S-(Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl)-L-cysteine), 유로코르티손(Urocortisone), 테트라코사헥사엔오일-CoA(Tetracosahexaenoyl-CoA), 코르티손 아세테이트(cortisone acetate), 16(S)-HETE, 피토스핑고신(Phytosphingosine), 6-(2-클로로-5(트리플루오로메틸)페닐)-1-페닐-2-티오바이우레아(6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea), 트리페닐포스핀 옥사이드(Triphenylphosphine oxide), 니코티뉴릭 산(Nicotinuric acid), CMP-N-글리코로일뉴라미네이트(CMP-N-glycoloylneuraminate), 1-헥사데카놀(1-Hexadecanol), 호모아이소시트레이트(Homoisocitrate), N-팔미토일 트립토판(N-palmitoyl tryptophan), N-스테로일 글루탐산(N-stearoyl glutamic acid), N-아세틸락토사민(N-acetyllactosamine), L-유로빌린(L-urobilin), 7a-하이드록시-3-옥소콜레스트-4-엔-27-오익 산(7a-hydroxy-3-oxocholest-4-en-27-oic acid), 포스파티딜에탄올아민(Phosphatidylethanolamine) 및 트리글리세라이드(Triglyceride)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 6-(2-클로로-5(트리플루오로메틸)페닐)-1-페닐-2-티오바이우레아(6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea), 트리페닐포스핀 옥사이드(Triphenylphosphine oxide) 또는 코르티손 아세테이트(cortisone acetate)일 수 있다.Thus, when the TSPO ligand (PK11195) is treated with the TSPO ligand (PK11195) for 4 hours, metabolites associated with the role of TSPO can be presented. In the present invention, metabolites associated with the role of TSPO are L- L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, bD-Glucopyranuronic acid, N2-succinyl-L-arginine -Arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S- (Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl) -L-cysteine, Urocortisone, , Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16 (S) -HETE, Phytosphingosine, 6- (2-chloro-5 (trifluoromethyl) Phenyl-1-phenyl-2-thiobiurea, 6- (2-chloro-5- (CMP-N-glycoloylneuraminate), 1-hexadecanol, homoisocatecholate (1-hexadecanol), triphenylphosphine oxide, Homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid, N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocholest-4-ene-27-oic acid, phosphatidylethanolamine, and triglyceride. , Preferably 6- (2-chloro-5 (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiovaiurea 2-thiobiurea, triphenylphosphine oxide, or cortisone acetate.

본 발명은 또한, 상기 TSPO 대사체 분석 방법으로 분석된 TSPO 대사체를 포함하는 TSPO 대사조절 분석 마커를 포함할 수 있으며, 또한, 상기 TSPO 대사체 분석 방법으로 분석된 TSPO 대사체의 발현정도를 분석하는 단계를 포함하는 TSPO 활성 측정 방법을 포함한다. The present invention may also include a TSPO metabolic control marker including the TSPO metabolite analyzed by the TSPO metabolism analysis method, and may further include a method of analyzing the expression level of the TSPO metabolite analyzed by the TSPO metabolism analysis method And measuring the TSPO activity.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 TSPO 대사체는 L-올레안드로실-올레안돌라이드(L-oleandrosyl-oleandolide), C8-디하이드로세라마이드(C8-Dihydroceramide), b-D-글루코피라뉴로닉 산(b-D-Glucopyranuronic acid), N2-석시닐-L-아르기닌(N2-Succinyl-L-arginine), 우라실(Uracil), 피틸 디포스페이트(Phytyl diphosphate), S-(하이드로시페닐아세토시오하이드록시모일)-L-시스테인(S-(Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl)-L-cysteine), 유로코르티손(Urocortisone), 테트라코사헥사엔오일-CoA(Tetracosahexaenoyl-CoA), 코르티손 아세테이트(cortisone acetate), 16(S)-HETE, 피토스핑고신(Phytosphingosine), 6-(2-클로로-5(트리플루오로메틸)페닐)-1-페닐-2-티오바이우레아(6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea), 트리페닐포스핀 옥사이드(Triphenylphosphine oxide), 니코티뉴릭 산(Nicotinuric acid), CMP-N-글리코로일뉴라미네이트(CMP-N-glycoloylneuraminate), 1-헥사데카놀(1-Hexadecanol), 호모아이소시트레이트(Homoisocitrate), N-팔미토일 트립토판(N-palmitoyl tryptophan), N-스테로일 글루탐산(N-stearoyl glutamic acid), N-아세틸락토사민(N-acetyllactosamine), L-유로빌린(L-urobilin), 7a-하이드록시-3-옥소콜레스트-4-엔-27-오익 산(7a-hydroxy-3-oxocholest-4-en-27-oic acid), 포스파티딜에탄올아민(Phosphatidylethanolamine) 및 트리글리세라이드(Triglyceride)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the TSPO metabolite is selected from the group consisting of L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, bD-glucopyranuronic acid (bD-Glucopyranuronic acid), N2-Succinyl-L-arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S- (hydrosiphenylacetoxyhydroximoyl) Cysteine, S-Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl-L-cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16 (S) -HETE, Phytosphingosine, 6- (2-chloro-5 (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiovaiurea phenyl-2-thiobiurea, triphenylphosphine oxide, nicotinuric acid, CMP-N-glycoylinuraminate (CMP-Ng lycloylneuraminate, 1-hexadecanol, homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid, N- N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocholest-4-ene -27-oic acid, phosphatidylethanolamine, and triglyceride.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these examples are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these examples.

전이체 단백질( translocator protein, TSPO ) 리간드 처리 및 세포 추출물 수 Before transfer protein (translocator protein, TSPO) ligand treatment and cell extracts can benefit

1-1 : TSPO 리간드 처리1-1: TSPO ligand treatment

본 발명에서는 TSPO 리간드 처리 후, 대사체 변화양상에 따른 TSPO 역할 규명을 위해 뇌신경세포인 뇌시상하부 세포에 TSPO 리간드를 처리하였다. In the present invention, the TSPO ligand was treated in the brain cells of the brain, the upper and lower brain cells, in order to identify the role of TSPO according to the metabolic change pattern after TSPO ligand treatment.

먼저, 뇌시상하부 세포는 A2/29 세포 (CELLutions Biosystems Inc., Adults Mouse Hypothalamus Cell line mHypoA-2/29)를 사용한다. 0.5 × 106 개 세포를 100 X 20 mm 플레이트(세포배양 용기; BD Falcon, Cat# 353003, 미국)에 접종하여 48 시간 동안 37℃, 5% CO2, DMEM (Sigma, Cat# D5796, 미국)+10% FBS (HyClone, Cat# SH30071.03, 미국)+1% Peniciliin (HyClone, Cat# SV30010, 미국))에서 배양하여 부착시킨 다음, TSPO 리간드인 PK11195(Cat. No. C0424, sigma, 미국)를 10μM 농도로 처리하고 4 시간 동안 37℃, 5% CO2 조건에서 배양하였다. 또한, TSPO 리간드를 처리하지 않고, A2/29 세포를 상기와 같은 조건으로 배양한 그룹을 대조군으로 하였다.First, upper and lower brain cells are used in A2 / 29 cells (CELLutions Biosystems Inc., Adults Mouse Hypothalamus Cell line mHypoA-2/29). 0.5 × 10 6 cells were inoculated on a 100 × 20 mm plate (cell culture container; BD Falcon, Cat # 353003, USA) and incubated for 48 hours at 37 ° C., 5% CO 2 , DMEM (Sigma, Cat # D5796, USA) (Cat. No. C0424, Sigma, USA), which was then cultured and adhered in a medium containing 10% FBS (HyClone, Cat # SH30071.03, USA) + 1% Peniciliin (HyClone, Cat # SV30010, USA) ) Was treated at a concentration of 10 μM and cultured at 37 ° C and 5% CO 2 for 4 hours. In addition, a group in which A2 / 29 cells were cultured under the same conditions as above without treating the TSPO ligand was used as a control.

1-2 : 세포 추출물 수득1-2: Obtain cell extract

실시예 1-1의 대조군 및 PK11195 처리군에서 대사체를 포함하는 세포 추출물을 수득하기 위해 Bligh-Dyer 추출방법(Bligh E G & Dyer W J, Can. J. Biochem . Physiol. 37: 911, 1959)을 변형하여 사용하였다.To obtain cell extracts containing metabolites in the control group of Example 1-1 and the PK11195 treatment group, the Bligh-Dyer extraction method (Bligh EG & Dyer WJ, Can. J. Biochem . Physiol. 37: 911, 1959).

먼저, 세포 시료당 약 2mg의 단백질을 얻기 위해, 적어도 0.5×106 개의 세포가 되도록 세포를 배양하였으며, 세포 추출과정에서 대사 속도를 늦추기 위해 세포 배양용기를 얼음(wet ice)위에 올려놓은 상태에서, 배지를 제거한 다음, 차가운 DPBS(Ca²-free, Mg²-free Phosphate Buffered Saline; Gibco, Cat. No. 14190-144, 미국)으로 세포를 두 번 세척하였다. 그 다음, 세포 배양용기를 드라이아이스 위에 올려놓은 상태에서 세포를 얼린 후, 메탄올 : 물 (2 : 0.8) 혼합용매(J.T. Baker, Deventer, Holland) 525 ㎕을 처리하였다. 그 후, 스크레퍼(scraper; Cat. No. 90040, SPL, 한국)를 이용하여 세포 추출물을 회수한 다음, 바로 -80℃에 세포를 보관하였다.First, in order to obtain about 2 mg of protein per cell sample, cells were cultured so as to be at least 0.5 × 10 6 cells. In order to slow the metabolic rate in the cell extraction process, the cell culture container was placed on a wet ice , The medium was removed and the cells were washed twice with cold DPBS (Ca 2 -free, Mg 2 -free Phosphate Buffered Saline; Gibco, Cat. No. 14190-144, USA). Then, the cells were frozen with the cell culture container placed on dry ice, and then treated with 525 μl of a methanol: water (2: 0.8) mixed solvent (JT Baker, Deventer, Holland). Then, the cell extract was recovered using a scraper (Cat. No. 90040, SPL, Korea), and the cells were immediately stored at -80 ° C.

상기 세포 추출물에서 TSPO 대사체를 포함하는 단백질을 분리하기 위해서, -80℃에 보관된 세포 추출물을 음파처리(sonication)한 후, 내부표준물질로 25 ㎕의 레세르핀(reserpine; 50-55-5, G1946-85004, Agilent Technologies, 미국) 를 첨가하고, 1 파트(187.5 ㎕)의 클로로포름(CHCl3; 67-66-3, Fisher scientific, 영국) 를 넣어주어 클로로포름 : 메탄올 : 물이 1 : 2 : 0.8의 비가 되도록 하였다. 그 다음, 1 파트의 클로로포름을 추가로 첨가하여 최종적으로 클로로포름 : 메탄올 : 물이 2 : 2 : 1.8의 비가 되도록 한 후, 4℃, 5000 rpm에서 30 분 동안 원심분리 하였다. 원심분리를 수행하게 되면, 수용액층(Aqueous phase; 상층), 단백질층(Protein Disc.; 중간층) 및 유기용매층(organic phase; 하층)으로 분리되며, 하층에 있는 유기용매층을 반으로 나누어 반은 보관하고, 나머지 반은 산 추출을 진행하였다. In order to isolate the TSPO metabolite-containing protein from the cell extract, the cell extract stored at -80 ° C was subjected to sonication, and 25 μl of reserpine (50-55- (CHCl 3 ; 67-66-3, Fisher Sci., UK) was added to a 1: 2 mixture of chloroform: methanol: water : 0.8. Then, 1 part of chloroform was further added to make a ratio of chloroform: methanol: water at a ratio of 2: 2: 1.8, followed by centrifugation at 4 DEG C and 5000 rpm for 30 minutes. When centrifugation is carried out, it is separated into an aqueous phase (upper layer), a protein layer (protein layer), and an organic solvent phase (lower layer). The organic solvent layer in the lower layer is divided into halves And the other half was subjected to acid extraction.

산 추출을 위해 드라이 다운(Dry down)과정을 수행한 다음, 메탄올 및 1% 포름산(formic acid; pH2.0)이 2 : 0.8의 비로 혼합된 용매를 이용하여 재용해하였다. 그 후, 1 파트의 클로로포름을 첨가하여 클로로포름 : 메탄올 : 물이 1 : 2 : 0.8의 비가 되도록 한 다음, 1 파트의 물을 첨가하여 클로로포름 : 메탄올 : 물이 1 : 2 : 1.8의 비가 되도록 하였다. 다시 1 파트의 클로로포름을 첨가하여 최종적으로 클로로포름 : 메탄올 : 물이 2 : 2 : 1.8의 비가 되도록 한 후, 4℃, 5000 rpm에서 30 분 동안 원심분리 하였다. 원심분리 후, 수용액층, 단백질층, 유기용매층으로 분리된 용매에서 하층의 유기용매층을 반으로 나누어 반은 보관하고, 나머지 반은 염기 추출을 진행하였다. Dry down process was performed for acid extraction and then redissolved in a mixed solvent of methanol and 1% formic acid (pH 2.0) at a ratio of 2: 0.8. Thereafter, 1 part of chloroform was added, and the ratio of chloroform: methanol: water was adjusted to 1: 2: 0.8. Then, 1 part of water was added, and the ratio of chloroform: methanol: water was 1: 2: 1.8. One part of chloroform was further added to make a final ratio of chloroform: methanol: water of 2: 2: 1.8, followed by centrifugation at 5000 rpm for 30 minutes at 4 ° C. After centrifugation, the organic solvent layer of the lower layer was divided into halves in a solvent separated into an aqueous solution layer, a protein layer and an organic solvent layer, and the half was stored and the other half was subjected to base extraction.

염기 추출을 위해 상기 산 추출과 동일한 방법으로 드라이 다운(Dry down)과정을 수행한 다음, 메탄올 및 0.1% 암모늄 하이드로사이드(ammonium hydroxide; pH9.0)이 2 : 0.8의 비로 혼합된 용매를 이용하여 재용해하였다. 그 후, 1 파트의 클로로포름을 첨가하여 클로로포름 : 메탄올 : 물이 1 : 2 : 0.8의 비가 되도록 한 다음, 1 파트의 물을 첨가하여 클로로포름 : 메탄올 : 물이 1 : 2 : 1.8의 비가 되도록 하였다. 다시 1 파트의 클로로포름을 첨가하여 최종적으로 클로로포름 : 메탄올 : 물이 2 : 2 : 1.8의 비가 되도록 한 후, 4℃, 5000 rpm에서 30 분 동안 원심분리하였다. For the base extraction, a dry down process was carried out in the same manner as the above-mentioned acid extraction, and then methanol and 0.1% ammonium hydroxide (pH 9.0) were mixed using a mixed solvent at a ratio of 2: 0.8 And reused. Thereafter, 1 part of chloroform was added, and the ratio of chloroform: methanol: water was adjusted to 1: 2: 0.8. Then, 1 part of water was added, and the ratio of chloroform: methanol: water was 1: 2: 1.8. One part of chloroform was further added to make a final ratio of chloroform: methanol: water of 2: 2: 1.8, followed by centrifugation at 5000 rpm for 30 minutes at 4 ° C.

원심분리 후, 수용액층, 단백질층, 유기용매층으로 분리된 용매 중에서 가장 마지막으로 추출된 하층(유기용매층)의 침전물에는 비누화지질(saponified lipid)이 존재하므로 분석용으로 적절하지 않아 사용하지 않았으며, 기존에 추출된 수용액층 및 유기용매층을 메탄올 및 이동상 A(물 및 0.1% 포름산 혼합용매)가 1 : 1의 비율로 혼합된 용매를 이용하여 재용해 한 다음, 분석을 수행하였다After centrifugation, saponified lipid was present in the precipitate of the bottom layer (organic solvent layer), which was finally extracted in a solvent separated into an aqueous solution layer, a protein layer and an organic solvent layer, so that it was not used for analysis and was not used And the previously extracted aqueous solution layer and the organic solvent layer were redissolved in a mixed solvent of methanol and mobile phase A (mixed solvent of water and 0.1% formic acid) at a ratio of 1: 1, and then analyzed

UPLC/Q-TOFMS를 이용한 대사체 프로파일링 Metabolism profiling using UPLC / Q-TOFMS

UPLC/MS 분석기기는 Agilent Technologies 1290 Infinity UPLC (Agilent, 미국)와 Agilent Technologies 6530 Accurate-Mass Quadrupole Time-of-Flight (Q-TOF) mass spectrometer (Agilent, 미국) 를 사용하였으며, 분석방법은 각 매뉴얼에 따라 수행하였다.The UPLC / MS analytical instrument was an Agilent Technologies 1290 Infinity UPLC (Agilent, USA) and an Agilent Technologies 6530 Accurate-Mass Quadrupole Time-of-Flight (Q-TOF) mass spectrometer Lt; / RTI >

세포 추출물에 대한 중간 극성(medium-polar) 및 비극성(non-polar) 대사체들을 보유하고 분리할 수 있는 전형적인 실리카가 결합된 C18(C18-bonded silica)로 구성된 RP 컬럼(column)은 초기 프로파일링 방법으로 주로 사용되며, 본 발명에서도 이를 이용하여 분석을 수행하였다. 분석에 사용된 용매 및 이동상은 HPLC급 시약이다. 기울기(Gradient) 조건에서, 약한 유기산(weak organic acid)의 이온화를 억제하고 머무름 정도(retention)를 향상시키기 위해, 이동상의 pH를 줄이는 방법으로 포름산과 같은 pH 변화자(pH modifier)들이 추가될 수 있다. UPLC 조건에서 이동상 A(mobile phase A)는 물에 0.1% 포름산을 첨가하여 제조하였으며, 이동상 B(mobile phase B)는 아세토나이트릴(acetonitrile)에 0.1% 포름산을 첨가하여 제조하였다. RP columns composed of C18-bonded silica, which is a typical silica-bound, separable, medium-polar and non-polar metabolite for cellular extracts, And the present invention is also used for the analysis. The solvent and mobile phase used in the analysis are HPLC grade reagents. In gradient conditions, pH modifiers such as formic acid may be added as a method of reducing the pH of the mobile phase to inhibit ionization of weak organic acids and improve retention have. The mobile phase A was prepared by adding 0.1% formic acid to water in the UPLC condition and the mobile phase B was prepared by adding 0.1% formic acid to acetonitrile.

초기 5분에서 10분까지는 90:10(v/v)에서 50:50(v/v)로 선형기울기(linear gradient) 조건을 사용하였고, 10분에서 25분까지는 10:90(v/v)으로 조성을 변화시키고, 30분까지는 90:10(v/v)로 사용하였으며, 남은 5분 동안 같은 조성을 유지하였다. 분석에서는 Agilent poroshell 120 EC-C18(2.7μ, 2.1×100mm) 컬럼을 사용하여 4℃로 유지하였으며, 주입용량(Injection volume)은 10 ㎕로 하여 0.3㎖/min으로 흘려주었다.The linear gradient conditions were used at 90:10 (v / v) to 50:50 (v / v) for the initial 5 minutes to 10 minutes and 10:90 (v / v) , The composition was changed to 90:10 (v / v) for 30 minutes, and the same composition was maintained for the remaining 5 minutes. In the analysis, the column was maintained at 4 ° C using an Agilent poroshell 120 EC-C18 (2.7 μ, 2.1 × 100 mm) column, and the injection volume was adjusted to 10 μl at 0.3 ml / min.

LC-MS 기반 대사체 분석이 신중하게 수행되었을 경우, 생체 내 존재하는 대사체의 넒은 범위에서 섬세하고, 정확하며, 재현성이 있는 결과를 제공할 수 있다. 생체 내 존재하는 대사체의 다양성으로 인해 포괄적이고, 체계적인 고품질(high-quality)의 분석을 항상 획득하기는 쉽지 않다. MS에 의해 수득되는 구조적 정보는 추가적인 연구와 가설생성에 대한 잠재적 바이오마커를 동정하는데 사용될 수 있다. When LC-MS-based metabolomic analysis is performed carefully, it can provide delicate, accurate, and reproducible results over a wide range of metabolites present in vivo. Due to the diversity of metabolites present in vivo, it is not always possible to obtain a comprehensive, systematic, high-quality analysis. The structural information obtained by the MS can be used to identify potential biomarkers for further study and hypothesis generation.

대사체학 분석 연구를 위하여 MS 조건에서 질량분석기의 이온화 방식에는 전기분무 이온화 (electrospray ionization, ESI)법을 사용하였으며, 분무된 이온화를 모아서 빠르게 전달해 주는 제트 스트림(Jet Stream) 방식을 이용하였다. 포지티브(Positive) 이온화 모드에서 가스 온도는 350℃, 스키머 전압(skimmer voltager)은 65V, 단편화 전압(Fragmentor voltage)은 175V로 설정하였다.For the analysis of the metabolism, electrospray ionization (ESI) method was used for mass spectrometer ionization method under MS conditions. Jet stream method was used to gather atomized ionization and transfer it quickly. In the positive ionization mode, the gas temperature was set at 350 ° C, the skimmer voltage was set at 65V, and the fragmentation voltage was set at 175V.

LC/MS 분석기기로부터 데이터를 표준화하고 후보물질 동정을 위해, Masshunter Mass profiler software (CA, USA)을 이용하여 처리하였다. Data were standardized from LC / MS analytical instruments and processed using Masshunter Mass profiler software (CA, USA) for identification of candidate substances.

품질관리시료(Quality control) 조건 확립Establish condition of quality control sample

본 발명에서는 뇌 시상하부 세포인 A2/29 세포에 TSPO 리간드 (PK11195)를 처리한 후, 감도, 재현성, 질량정확성, 데이터 속도 등이 우수한 UPLC/Q-TOFMS를 이용하여 대사체들의 global profile 분석방법을 제시하고자 하였다. In the present invention, TSPO ligand (PK11195) was treated with A2 / 29 cell of brain hypothalamus and then the global profile analysis of metabolites using UPLC / Q-TOFMS with excellent sensitivity, reproducibility, mass accuracy and data rate .

이를 위해 먼저, 뇌 시상하부 세포에서 최적의 품질관리시료 (Quality control) 조건을 확립하였다. 품질관리시료는 모든 시료들을 소분한 것을 모음으로써 만들어지며, 각각의 시료들로부터 통합된 품질관리시료는 모든 분석을 포함하여 시료 평균값을 나타낸다. For this, optimal quality control conditions were established in brain hypothalamic cells. The quality control sample is made up of a subdivision of all samples and the integrated quality control sample from each sample represents the sample mean, including all analyzes.

품질관리시료의 처음 5개는 분석을 시작할 때, 시스템의 적합성 테스트를 수행하기 위해 사용되었으며, 나머지 3개는 샘플 배치의 중간과 끝에 두고 샘플 배치의 처음부터 끝까지 분석수행의 평가에 사용하였다. 분석한 품질관리시료는 같은 크로마토그래피 패턴과 내부표준물질 강도(intensity)의 변동계수 값 (coefficient of variation)을 만족함으로써 재현성을 확인하였다. 내부표준물질로는 레세르핀(reserpine)을 사용하다. The first five of the quality control samples were used to conduct conformance testing of the system at the beginning of the analysis and the remaining three were used at the middle and end of the sample batch to evaluate the performance of the analysis from beginning to end of the sample batch. The reproducibility of the analyzed quality control samples was confirmed by satisfying the same chromatographic pattern and the coefficient of variation of the internal reference material intensity. The internal reference material is reserpine.

그 결과, 품질관리시료에 있는 내부표준물질강도(intensity) 변동계수 값 (CV, %)은 5.76% 이며, 분석기준을 만족하였으며, 품질관리시료에 있는 내부표준물질의 크로마토그래피 패턴과 강도(intensity)는 도 1에 나타난 바와 같다.As a result, the internal standard substance intensity coefficient value (CV,%) in the quality control sample was 5.76%, which satisfied the analytical criteria, and the chromatographic pattern and intensity ) Are as shown in Fig.

TSPO 리간드 처리에 따른 주성분분석 패턴변화 및 로딩 플랏 (loading plot) 분석 Principal component analysis pattern change, loading plot of the TSPO ligand treatment (loading plot) analysis

본 발명에서는 TSPO 리간드 처리에 따른 그룹별 주성분 분석 패턴변화를 확인하기 위해, 실시예 1에서 수득한 수용액층 및 유기용매층을 실시예 2의 UPLC/Q-TOFMS 분석 방법으로 분석하였다.In the present invention, the aqueous solution layer and the organic solvent layer obtained in Example 1 were analyzed by the UPLC / Q-TOFMS analysis method of Example 2 in order to confirm the change in the principal component analysis pattern of each group according to the TSPO ligand treatment.

먼저, 각 군당 5개의 시료들을 대조군 및 실험군(뇌 신경세포에 TSPO 리간드를 처리한 군)으로 나누어 분류하였으며, 시료 전처리를 통해 얻어진 시료는 UPLC/Q-TOFMS 장비를 이용하여, 수용액층(aqueous phase) 및 유기용매층(organic phase)으로 따로 분석하였다. 분석이 완료된 로우데이타(raw data)는 피크(peak) 인식, 얼라이먼트(alignment) 등의 통계학적 분석 및 후보물질 동정을 위해 Masshunter Mass profiler software(USA)을 이용하여 진행하였다. 대사체학에 있어서의 통계 분석은 복잡한 대사물질의 혼합물이 나타내는 패턴을 간소화하여 관찰집단간의 구분이나 특정집단(TSPO리간드를 처리한 군)의 표지신호를 찾아내는 것을 궁극적인 목적으로 한다. First, 5 samples per group were divided into control group and experimental group (group treated with TSPO ligand in cranial nerve cells). The sample obtained through sample pretreatment was classified into an aqueous phase (aqueous phase) using UPLC / Q- ) And an organic solvent phase. The raw data was analyzed by using Masshunter Mass profiler software (USA) for statistical analysis such as peak recognition, alignment and identification of candidate substances. Statistical analysis in metabolomics aims to simplify the patterns represented by complex mixtures of metabolites to identify groups of observational populations, or to identify the markers of specific populations (groups that have treated TSPO ligands).

4-1 : 주성분분석 패턴변화4-1: Principal component analysis pattern change

먼저, 뇌 신경세포에서 대조군과 실험군간의 대사체 변화 패턴과 TSPO 역할에 따른 최종 내인성 대사체 변화를 확인하였다. First, the endogenous metabolite changes according to the metabolic change pattern and the role of TSPO in the control and experimental groups were observed in the brain neurons.

그 결과, 도 2(수용액층) 및 도 3(유기용매층)에 나타난 바와 같이, TSPO 리간드 처리 전(0 시간) 및 TSPO 리간드 처리 후(4 시간)에 해당하는 주성분(principle component)의 분리가 대조군에 비해 TSPO 리간드를 처리한 그룹에서 확연이 관찰되었으며, 품질관리시료(QC) 가 모여있는 것으로 보아, 분석하는 동안 감도의 감소나 머무름 시간의 변화, 질량 정확도의 변화가 없이 안정적으로 분석되어 신뢰성을 확보하였다.As a result, the separation of the principle component corresponding to the time before the TSPO ligand treatment (0 hour) and the time after the TSPO ligand treatment (4 hours), as shown in FIG. 2 (aqueous solution layer) In the group treated with TSPO ligand compared with the control group, a significant improvement was observed in the TSPO ligand group. As a result, quality control samples (QC) were gathered and it was analyzed stably without decrease in sensitivity, change in retention time, Respectively.

4-2 : 로딩 플랏(loading plot) 분석4-2: Analysis of loading plots

수용액층 및 유기용매층 각각에서 TSPO 리간드인 PK11195를 처리한 실험군과 PK11195를 처리하지 않은 대조군의 그룹별 로딩 플랏(loading plot)을 분석한 결과, 도 4(수용액층) 및 도 5(유기용매층)에 나타난 바와 같이, 네모 점들은 PK11195를 처리한 후 수용액층 및 유기용매층 모두 TSPO의 역할에 따른 대사체의 유의한 변화가 있는 것을 보여준다.As shown in FIG. 4 (aqueous solution layer) and FIG. 5 (organic solvent layer), the loading plot of each group of the experimental group treated with TSPO ligand PK11195 and the control group not treated with PK11195 in the aqueous solution layer and the organic solvent layer, ), Square points show that there is a significant change in the metabolite depending on the role of TSPO in both aqueous and organic solvent layers after treatment with PK11195.

Heat map 분석 기법을 이용한 군집 분석(Clustering Analysis)Clustering analysis using heat map analysis

뇌 시상하부 세포인 A2/29 세포의 수용액층 또는 유기용매층에서 PK11195를 처리하지 않은 대조군과 PK11195를 처리한 실험군과의 유의한 차이를 unpaired t-test로 수행하여 분석하였으며, 히트맵(heat map) 분석 기법을 이용한 군집 분석(Clustering Analysis)을 수행하였다. p-value 계산은 점근적(asymptotic) 분석, benjamini Hochberg FDR 방법을 사용하여 도출하였으며, P-value < 0.05인 경우에 통계적으로 유의하다고 판단하였다.The unpaired t-test was used to analyze the significant differences between the control group treated with PK11195 and the treated group treated with PK11195 in the aqueous solution layer or the organic solvent layer of the brain hypothalamic cell, A2 / 29 cell, Clustering analysis was performed using the analysis method. The p-values were calculated using the asymptotic analysis, benjamini Hochberg FDR method, and statistically significant at P-value <0.05.

[표 1][Table 1]

TSPO 리간드 처리에 따른 대사체 발현정도 변화Changes in Metabolite Expression by TSPO Ligand Treatment

Figure 112017013212797-pat00001
Figure 112017013212797-pat00001

[표 2][Table 2]

TSPO 리간드 처리에 따른 대사체 발현정도 변화Changes in Metabolite Expression by TSPO Ligand Treatment

Figure 112017013212797-pat00002
Figure 112017013212797-pat00002

[표 3][Table 3]

TSPO 리간드 처리에 따른 대사체 발현정도 변화Changes in Metabolite Expression by TSPO Ligand Treatment

Figure 112017013212797-pat00003
Figure 112017013212797-pat00003

총 대사체들 중에서 두 그룹 간 Fold change cut-off가 2.0 이상인 것만 선별할 경우, 수용액층에서 723개, 유기용매층에서 2233개로 나타났으며, 그 중 TSPO의 역할과 가장 높은 상관관계를 가진 후보물질은 수용액층에서 35개, 유기용매층에서 50개로, 총 85개를 선별하여 heat map으로 나타내었다 (표 1 내지 3, 도 6). Among the total metabolites, 723 groups were found in the aqueous solution layer and 2233 in the organic solvent layer when the fold change cut-off between the two groups was 2.0 or more. Among them, candidates having the highest correlation with the role of TSPO 35 substances in the aqueous solution layer and 50 in the organic solvent layer were selected, and a total of 85 substances were selected as heat maps (Tables 1 to 3, FIG. 6).

두 그룹간 유의한 차이와 대사체 간의 클러스터링(clustering)을 확인하기 위한 heat map은 도 7에 나타낸 R software code를 사용하여 수행하였다.The heat map for confirming the significant difference between the two groups and the clustering between the metabolites was performed using the R software code shown in FIG.

TSPO 역할에 따른 작용기전을 활성화하는 가상적 대사체 네트워크 분석Analysis of hypothetical metabolite network activating mechanism of action according to TSPO role

본 발명에서는 일차적으로 TSPO의 역할과 상관관계가 높은 대사물질을 기반으로 인간 메타볼롬 데이터베이스(Human Metabolome Database; HMDB)를 이용하여 전체 pathway enrichment analysis를 수행하였다.In the present invention, the entire pathway enrichment analysis was performed using a human Metabolome Database (HMDB) based on a metabolite having a high correlation with the role of TSPO.

대사 네트워크는 세포에서 물질대사와 물리적 과정을 생화학적, 물리적 특성 결정을 완성시키는 작업이라고 할 수 있다. 이러한 네트워크는 대사작용의 화학적 조절지표가 된다. 대사 네트워크는 대사과정을 모델링하고 연구하는데 필요한 도구일 뿐만 아니라, 뇌에서 TSPO의 역할과 표현형 (phenotype) 사이의 관계를 규명해 주는 역할을 한다. 각 노드(node)는 특정 대사체를 나타내며, 다른 대사체와의 상관관계 정도는 그 위치를 결정하게 된다. Metabolic networks can be said to be the task of completing biochemical and physical characterization of metabolism and physical processes in cells. This network is a chemical regulator of metabolism. Metabolic networks are not only a tool for modeling and studying metabolic processes, but also play a role in determining the relationship between the role of TSPO and the phenotype in the brain. Each node represents a specific metabolite, and the degree of correlation with other metabolites determines its location.

일본 교토대학이 운영하는 KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) 데이타베이스를 이용하여 대사체의 양이 증가하는(enrich) 세포기작에 해당하는 경로 정보와 상호작용 정보를 이용하여 분석하였으며, TSPO의 역할과 높은 상관관계를 가지고 변화를 보이는 대사물질을 통합 비교 분석하고, 후보 내인성 대사체에서 TSPO의 기전과 통합적인 상관성을 평가하여 대사물질을 대리표지자로 선별하였다. Using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database operated by the Kyoto University of Japan, we analyzed pathway information and interaction information that corresponded to the enrichment of metabolism, and the role of TSPO And metabolic substances were selected as surrogate markers by evaluating the integrated correlation with the mechanism of TSPO in the candidate endogenous metabolites.

사이토스케이프(Cytoscape)를 이용하여 구축된 가상적 네트워크 모델에서 노드 속성(node attribute)을 입력하여 각 세포기작에 해당하는 서브 네트워크(sub network)를 동정하고 TSPO의 역할에 따른 작용기전을 활성화하는 주요 모듈을 가상적으로 동정하였다 (도 8).In the hypothetical network model constructed using Cytoscape, the node attribute is input to identify the subnetwork corresponding to each cell mechanism and the main module that activates the action mechanism according to the role of TSPO (Fig. 8).

그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이, TSPO 리간드 처리에 의해, L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, b-D-Glucopyranuronic acid, N2-Succinyl-L-arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S-(Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl)-L-cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16(S)-HETE, Phytosphingosine, 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea 및 Triphenylphosphine oxide 등의 대사체 발현이 증가하였으며, Nicotinuric acid, CMP-N-glycoloylneuraminate, 1-Hexadecanol, Homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid, N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocholest-4-en-27-oic acid, Phosphatidylethanolamine 및 Triglyceride 등의 대사체 발현이 감소하는 것을 확인하였다 등의 대사체 발현이 감소하는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 8, L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, bD-Glucopyranuronic acid, N2-Succinyl-L- arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S- (Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl) Metabolism of L-cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16 (S) -HETE, Phytosphingosine, 6- (2-chloro-5- (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiobiurea and Triphenylphosphine oxide N-stearoyl glutamic acid, N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3-oxocholest-4-ene, en-27-oic acid, phosphatidylethanolamine, and triglyceride, and the expression of the metabolites was decreased.

대사체 검증 확인 및 이중질량분석법(tandem mass spectrometry; MS/MS)Metabolic verification and tandem mass spectrometry (MS / MS)

뇌 신경세포에서 TSPO의 역할과 표현형 (phenotype) 사이의 관계를 규명하기 위해, 표준품을 모 이온 (precursor ion) 과 쪼개짐 이온 (product ion)의 특성을 이용하여 생체 내 대사체를 MS/MS 분석으로 동정하였다. 상기 대사체는 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea, Triphenylphosphine oxide, cortisone acetate를 사용하였으며, 이들 대사체는 뇌 시상하부 세포 (A2/29 cell)에 TSPO리간드 (PK11195)를 4시간 처리하였을 때, 리간드를 처리한 그룹에서 이들 대사체가 증가한다.To investigate the relationship between the role of TSPO and the phenotype in brain neurons, in vivo metabolites were analyzed by MS / MS using the characteristics of precursor ion and cleavage ion (product ion) Respectively. The metabolites were obtained from brain hypothalamic cells (A2 / 29 cells) using 6- (2-chloro-5- trifluoromethyl) phenyl-1-phenyl-2-thiobiurea, triphenylphosphine oxide, and cortisone acetate. Of the TSPO ligand (PK11195) for 4 hours, these metabolites increase in the group treated with the ligand.

MS/MS 분석은 포지티브(positive) 모드에서 풀 스캔 스펙트럼(full scan spectrum)으로 50~2000 범위의 m/z(Mass to charge ratio)를 관찰하였으며, 충돌에너지(collision energy)를 변화시키면서 풀 스캔하여 이온(ion)이 조각되는 패턴을 분석하였다. The MS / MS analysis showed a mass to charge ratio (m / z) in the range of 50 to 2000 with a full scan spectrum in a positive mode and a full scan with varying collision energy The pattern in which ions are sculpted was analyzed.

충돌에너지는 MS/MS에서 쪼개짐 이온(product ion)의 생성에 중요한 파라미터이며, 본 발명에서 분석한 대사체 및 표준품은 10 eV, 20 eV, 40 eV의 3가지 충돌 에너지를 주었다.The impact energy is an important parameter for the production of the product ion in MS / MS, and the metabolites and standard products analyzed in the present invention gave three collision energies of 10 eV, 20 eV and 40 eV.

도 9에 나타난 바와 같이, 6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea의 머무름 시간은 12분이며, 모 이온의 m/z 인 327.0128을 10, 20, 40 eV로 충돌 에너지(collision energy)를 주었을 때, 174.9806 m/z 과 98.9845 m/z으로 쪼개지는 것을 확인할 수 있다. 9, the retention time of 6- (2-chloro-5- (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiobiurea was 12 minutes and 327.0128 of m / When collision energy is given at 40 eV, it can be confirmed that it is split into 174.9806 m / z and 98.9845 m / z.

또한, 도 10 및 도 11에 나타난 바와 같이, Triphenylphosphine oxide의 머무름 시간은 11분이며, 모 이온의 m/z 인 279.0916을 10, 20, 40 eV로 충돌 에너지를 주었을 때, 201.0455 m/z으로 쪼개지는 것을 확인할 수 있었으며, cortisone acetate의 머무름 시간은 17분이며, 모 이온의 m/z 인 403.1977을 10, 20, 40 eV로 충돌에너지를 주었을 때, 283.2603 m/z으로 쪼개지는 것을 확인할 수 있다. 10 and 11, the retention time of triphenylphosphine oxide was 11 minutes. When the collision energy of m / z 279.0916, which is the parent ion, was given at 10, 20 and 40 eV, it was split at 201.0455 m / z . The retention time of cortisone acetate was 17 minutes. The collision energy of m / z 403.1977 at 10, 20, and 40 eV was found to be 283.2603 m / z.

이상으로, 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments, It will be obvious. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

Claims (1)

(a) 뇌 시상하부 세포에 TSPO 리간드를 처리하는 단계;
(b) 상기 (a)단계에서 준비한 뇌 시상하부 세포로부터 TSPO 대사체를 포함하는 세포 추출물을 분리하는 단계;
(c) 상기 (b)단계에서 준비한 세포 추출물의 TSPO 대사체를 LC/Q-TOFMS로 분석하는 단계; 및
(d) TSPO 리간드를 처리하지 않은 실험군과 비교하여, 하기 (i)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 TSPO 대사체 발현이 증가하고, 하기 (ii)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 TSPO 대사체 발현이 감소하는 경우, TSPO에 결합하는 리간드로 판별하는 단계를 포함하는 TSPO 리간드 스크리닝 방법:
(i) L-올레안드로실-올레안돌라이드 (L-oleandrosyl-oleandolide), C8-디하이드로세라마이드 (C8-Dihydroceramide), b-D-글루코피라뉴로닉 산 (b-D-Glucopyranuronic acid), N2-석시닐-L-아르기닌 (N2-Succinyl-L-arginine), 우라실 (Uracil), 피틸 디포스페이트 (Phytyl diphosphate), S-(하이드로시페닐아세토시오하이드록시모일)-L-시스테인 (S-(Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl)-L-cysteine), 유로코르티손 (Urocortisone), 테트라코사헥사엔오일-CoA (Tetracosahexaenoyl-CoA), 코르티손 아세테이트 (cortisone acetate), 16(S)-HETE, 피토스핑고신 (Phytosphingosine), 6-(2-클로로-5(트리플루오로메틸)페닐)-1-페닐-2-티오바이우레아 (6-(2-chloro-5-(trifluoromethyl)phenyl)-1-phenyl-2-thiobiurea), 트리페닐포스핀 옥사이드 (Triphenylphosphine oxide),
(ii) 니코티뉴릭 산 (Nicotinuric acid), CMP-N-글리코로일뉴라미네이트 (CMP-N-glycoloylneuraminate), 1-헥사데카놀 (1-Hexadecanol), 호모아이소시트레이트 (Homoisocitrate), N-팔미토일 트립토판 (N-palmitoyl tryptophan), N-스테로일 글루탐산 (N-stearoyl glutamic acid), N-아세틸락토사민 (N-acetyllactosamine), L-유로빌린 (L-urobilin), 7a-하이드록시-3-옥소콜레스트-4-엔-27-오익 산 (7a-hydroxy-3-oxocholest-4-en-27-oic acid), 포스파티딜에탄올아민 (Phosphatidylethanolamine) 및 트리글리세라이드 (Triglyceride).
(a) treating brain hypothalamic cells with a TSPO ligand;
(b) separating cell extracts containing TSPO metabolites from the brain hypothalamus cells prepared in step (a);
(c) analyzing TSPO metabolism of the cell extract prepared in step (b) by LC / Q-TOFMS; And
(d) one or more TSPO metabolites selected from the group consisting of (i) below are increased in comparison with the TSPO ligand-treated experimental group, and one or more TSPO metabolites selected from the group consisting of A method for screening a TSPO ligand comprising the step of determining a ligand binding to TSPO when shedding is decreased,
(i) L-oleandrosyl-oleandolide, C8-Dihydroceramide, bD-Glucopyranuronic acid, N2-succinyl- L-arginine, Uracil, Phytyl diphosphate, S- (Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl) -L (S- (Hydroxyphenylacetothiohydroximoyl) -L -cysteine, Urocortisone, Tetracosahexaenoyl-CoA, cortisone acetate, 16 (S) -HETE, Phytosphingosine, 6- (2- Chloro-5- (trifluoromethyl) phenyl) -1-phenyl-2-thiobiurea), triphenylphosphine Triphenylphosphine oxide,
(ii) at least one compound selected from the group consisting of nicotinuric acid, CMP-N-glycoloylneuraminate, 1-hexadecanol, homoisocitrate, N-palmitoyl tryptophan, N-stearoyl glutamic acid, N-acetyllactosamine, L-urobilin, 7a-hydroxy-3 4-en-27-oic acid, phosphatidylethanolamine and triglyceride.
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