KR101965411B1 - Composition for diagnosing kidney allograft refection and method for detecting a diagnostic marker - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composition for diagnosing kidney transplant rejection and a method for detecting a diagnostic marker. More particularly, the present invention relates to a composition for diagnosing kidney transplant rejection comprising an agent for measuring an expression level of a tetraspanin 1 (TSPAN1) protein or mRNA, and a method for detecting the marker from a biological sample obtained from kidney transplant recipients to provide information necessary for the diagnosis of kidney transplant rejection. As TSPAN1, a biomarker provided in the present invention, is significantly increased in patients exhibiting kidney transplant rejection, it is possible to accurately and quickly diagnose whether the kidney transplant rejection has occurred using the diagnostic composition including the agent for measuring the expression level of TSPAN1or by the TSPAN1 detection method of the present invention.

Description

신장이식 거부반응 진단용 조성물과 진단 마커 검출 방법{Composition for diagnosing kidney allograft refection and method for detecting a diagnostic marker}Technical Field [0001] The present invention relates to a composition for diagnosing renal transplant rejection,

본 발명은 신장이식 거부반응 진단용 조성물과 진단 마커 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 조성물 및 신장이식 거부반응의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여 신장이식 환자로부터 수득한 생물학적 시료로부터 상기 마커를 검출하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for diagnosing renal transplant rejection and a diagnostic marker detecting method, and more particularly, to a composition for diagnosing rejection of renal transplantation comprising a preparation for measuring the expression level of protein or mRNA of TSPAN1 (tetraspanin 1) To a method for detecting the marker from a biological sample obtained from a kidney transplant patient to provide information necessary for diagnosis of a transplant rejection reaction.

신장이식(Kidney transplantation, KT)은 말기 신장병 환자에게 선택되는 치료법이다. 성공적인 이식은 만성 투석을 받는 환자에 비해 삶의 질이 향상되고, 사망 위험이 줄어든다. 더불어 보다 강력하고 효과적인 면역 억제제의 개발은 신장 이식 환자(kidney transplant recipients, KTRs)에서 급성 거부 반응을 감소시켰다. 그러나 현재 장기 이식 생존율에 대한 명확한 개선은 없으며 동종 이식 조직 생검을 제외하고는 이를 평가할 수 있는 확실한 진단 도구는 존재하지 않는다. 조직 병리학적 검사와 함께 신장 동종 이식 생검(Kidney allograft biopsy)은 KTR에서 급성 거부 반응을 진단하는 가장 중요한 기준이지만 몇 가지 문제점이 있다. 첫째, 생검은 침습적이기 때문에 출혈이나 감염과 같은 심각한 합병증을 유발할 수 있다. 둘째, 지속적인 모니터링이 어렵다. 셋째, 많은 비용이 필요하다. 마지막으로, 조직학적 검사는 일반적으로 해석에 대해 과도한 관찰자 간 의견 차이가 있다. 급성 거부 반응의 조기 진단은 이식 조직 관리 및 장기 이식 생존율 향상에 중요하다. 그러나 앞서 말한 문제점에 의해 조기 진단이 어려워질 수 있다. Kidney transplantation (KT) is the treatment of choice for patients with end-stage renal disease. Successful transplantation improves quality of life and reduces the risk of death as compared to patients receiving chronic dialysis. In addition, the development of more potent and effective immunosuppressants has reduced acute rejection in kidney transplant recipients (KTRs). However, there is no clear improvement in organ transplant survival at present, and there is no reliable diagnostic tool to evaluate it except for allograft biopsy. Kidney allograft biopsy with histopathological examination is the most important criterion for diagnosing acute rejection in KTR, but there are some problems. First, the biopsy is invasive and can lead to serious complications such as bleeding or infection. Second, continuous monitoring is difficult. Third, a lot of money is needed. Finally, histologic examinations generally involve excessive observer differences in interpretation. Early diagnosis of acute rejection is important to improve the survival rate of organ transplantation and organ transplantation. However, early diagnosis may be difficult due to the aforementioned problems.

혈청 크레아티닌(serum creatinine), 단백뇨(proteinuria) 및 컬러 도플러 초음파 검사(color doppler sonography)와 같은 동종 이식 기능을 나타내는 기존의 지표는 비 침습적이지만 급성 거부 진단에는 특이적이지 않다. 따라서 급성 거부 반응과 만성 거부 반응을 포함한 신장이식 거부반응 예측에 도움이 되는 비-침습적이고 민감한 진단 도구가 개발되어야 한다.Conventional indicators of allograft function, such as serum creatinine, proteinuria and color doppler sonography, are noninvasive but not specific for acute rejection. Therefore, non-invasive and sensitive diagnostic tools should be developed to help predict kidney transplant rejection including acute rejection and chronic rejection.

이에, 본 발명자들은 비-침습적이고 정확한 신장이식 거부반응 진단 마커를 검출하기 위해 예의 노력을 기울인 결과, 프로테오믹스 접근법을 통해 신장이식 거부반응을 예측할 수 있는 새로운 바이오마커를 규명함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made a diligent effort to detect non-invasive and accurate renal transplantation rejection diagnostic markers, and as a result, the present invention has been completed by identifying a novel biomarker capable of predicting renal transplant rejection through a proteomics approach .

따라서, 본 발명의 목적은 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 조성물을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for diagnosing rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of TSPAN1 (tetraspanin 1) protein or mRNA.

본 발명의 다른 목적은 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 키트를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a kit for the diagnosis of rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of TSPAN1 (tetraspanin 1) protein or mRNA.

본 발명의 다른 목적은 신장이식의 거부반응의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, (a) 신장이식 환자로부터 수득한 생물학적 시료에서 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 정상 대조구와 비교하여 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 증가한 피검체를 신장이식의 거부반응이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 신장이식의 거부반응의 마커를 검출하는 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a method for diagnosing renal transplant rejection, comprising the steps of: (a) measuring the expression level of a protein or mRNA of TSPAN1 (tetraspanin 1) in a biological sample obtained from a kidney transplant patient; And (b) comparing the expression level of the TSPAN1 protein or mRNA to that of a normal control to determine that the subject having an increased expression level of the TSPAN1 protein or mRNA is determined to have a rejection of renal transplantation. Of the marker is detected.

본 발명의 다른 목적은 인간을 제외한 포유동물에 신장이식 거부반응 치료 후보물질의 투여 후, TSPAN1의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 신장이식 거부반응 치료제 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for screening a therapeutic agent for renal transplant rejection comprising administering to a mammal other than a human a candidate substance for treating renal transplant rejection reaction and measuring the expression level of a protein or mRNA of TSPAN1 .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for diagnosing rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of TSPAN1 (tetraspanin 1) protein or mRNA.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 키트를 제공한다.In order to accomplish another object of the present invention, there is provided a diagnostic kit for rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of TSPAN1 (tetraspanin 1) protein or mRNA.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 신장이식의 거부반응의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, (a) 신장이식 환자로부터 수득한 생물학적 시료에서 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 정상 대조구와 비교하여 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 증가한 피검체를 신장이식의 거부반응이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 신장이식의 거부반응의 마커를 검출하는 방법을 제공한다.In order to accomplish the other object of the present invention, the present invention provides a method for detecting the expression of protein or mRNA of TSPAN1 (tetraspanin 1) in a biological sample obtained from a kidney transplant patient, Measuring a level; And (b) comparing the expression level of the TSPAN1 protein or mRNA to that of a normal control to determine that the subject having an increased expression level of the TSPAN1 protein or mRNA is determined to have a rejection of renal transplantation. Of the marker.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인간을 제외한 포유동물에 신장이식 거부반응 치료 후보물질의 투여 후, TSPAN1의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 신장이식 거부반응 치료제 스크리닝 방법을 제공한다.In order to accomplish another object of the present invention, the present invention provides a method for treating renal transplant rejection, comprising administering a candidate substance for treating rejection of kidney transplantation to a mammal other than a human, and measuring the expression level of TSPAN1 protein or mRNA Screening method.

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

본 발명은 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 조성물을 제공한다. The present invention provides a composition for diagnosing rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of TSPAN1 (tetraspanin 1) protein or mRNA.

본 발명에서 상기 'TSPAN1'은 tetraspanin 1의 약어로서, transmembrane 4 superfamily의 일부 구성원이다. TSPAN1은 세포의 발달, 활성화, 성정 및 운동성을 조절하는데 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다. In the present invention, 'TSPAN1' is an abbreviation of tetraspanin 1 and is a member of transmembrane 4 superfamily. TSPAN1 is known to play an important role in regulating cell development, activation, sexual function and motility.

본 발명의 일실시예에 따르면, 신장이식 환자들 중에서 안정적인 이식 기능을 나타내는 정상군(stable graft function, STA)과 비교하여 급성 T 세포 매개 거부 반응(TCMR)을 나타내는 환자의 소변에서 TSPAN1 단백질의 발현량이 현저히 증가되어 있음을 확인함으로써 TSPAN1이 신장이식의 급성 거부반응의 진단마커로서 활용이 될 수 있음을 알 수 있었다. According to one embodiment of the present invention, the expression of TSPAN1 protein in the urine of a patient exhibiting acute T cell mediated rejection (TCMR) as compared with a stable graft function (STA) showing stable graft function among renal transplantation patients TSPAN1 could be used as a diagnostic marker for acute rejection of kidney transplantation.

또한, 본 발명의 다른 일실시에에 따르면, 신장이식 환자들 중에서 장기 생존 이식 환자군(long-term graft survival)과 비교하여 만성 항체 매개 거부반응(chronic antibody mediated rejection)을 나타내는 환자의 소변에서 TSPAN1 단백질의 발현량이 현저히 증가되어 있음을 확인함으로써 TSPAN1이 신장이식의 만성 거부반응의 진단마커로서 활용이 될 수 있음을 알 수 있었다. In accordance with another embodiment of the present invention, there is provided a method of treating a patient suffering from chronic antibody mediated rejection (TIV) in a urine of a patient having kidney transplantation, wherein the patient has chronic antibody mediated rejection as compared to a long-term graft survival TSPAN1 could be used as a diagnostic marker for the chronic rejection of kidney transplantation.

본 발명에서 상기 '발현(expression)'은 세포에서 단백질 또는 핵산이 생성되는 것을 의미한다. '단백질'은 '폴리펩타이드(polypeptide)' 또는 '펩타이드(peptide)'와 호환성 있게 사용되며, 예컨대, 자연 상태의 단백질에서 일반적으로 발견되는 바와 같이 아미노산 잔기의 중합체를 말한다. '폴리뉴클레오티드(polynucleotide)' 또는 '핵산'은 단일-또는 이중-가닥의 형태로 된 데옥시리보뉴클레오티드(DNA) 또는 리보뉴클레오티드(RNA)를 말한다. 다른 제한이 없는 한, 자연적으로 생성되는 뉴클레오티드와 비슷한 방법으로 핵산에 혼성화되는 자연적 뉴클레오티드의 공지된 아날로그도 포함된다. 'mRNA'는 단백질 합성 과정에서 특정 유전자로부터 아미노산 서열을 특정하게 되는 리보솜으로 유전 정보(유전자 특이적 염기 서열)를 전달하는 RNA를 의미한다.In the present invention, the term 'expression' means that a protein or a nucleic acid is produced in a cell. "Protein" is used interchangeably with "polypeptide" or "peptide" and refers to a polymer of amino acid residues as commonly found in natural state proteins. A "polynucleotide" or "nucleic acid" refers to deoxyribonucleotides (DNA) or ribonucleotides (RNA) in the form of single- or double-stranded. Unless otherwise constrained, also includes known analogs of natural nucleotides that hybridize to nucleic acids in a manner similar to naturally occurring nucleotides. 'mRNA' refers to RNA that transfers genetic information (gene-specific nucleotide sequence) to a ribosome in which an amino acid sequence is specified from a specific gene during protein synthesis.

본 발명에서 상기 '신장이식의 거부반응(renal allograft rejection)'은 공여자의 신장을 이식받은 수여자의 면역 체계가 이식신장을 외부 항원으로 인식하여 일어나는 일련의 면역 반응을 의미하며, 진행 속도에 따라 크게 급성 거부반응(acute rejection), 만성 거부반응(chronic rejection) 및 이들 모두가 복합적으로 나타나는 혼합 거부반응(mixed rejection)으로 분류될 수 있다. 급성 거부반응은 신장이식 후 통상 수 일에서 6개월 사이에 일어나는 거부반응으로, 발열, 이식신장 부위의 압통, 소변 감소, 신기능 저하 등으로 나타난다. 세포성 면역과 체액성 면역이 관여하며 이식신장의 조직 손상을 일으킨다. 조직학적으로는 신세뇨관 염증과 혈관내피 세포염 등의 소견을 나타내며, 단핵구의 이식신장 침윤, 세뇨관 괴사 등이 관찰되기도 한다. 만성 거부반응은 이식 후 6개월 이후에 발생하며, 단백뇨, 고혈압 등을 동반하는 점진적인 신장 기능 장애로 나타난다. 수여자의 면역 거부반응에 의하여 이식신장에 혈관 염증, 섬유화 등이 발생하면, 신장 기능이 악화되고, 건강한 사구체에도 과부하가 걸리면서 전체적으로 신장 기능 손상이 진행하는 것으로 생각된다. In the present invention, the term 'renal allograft rejection' refers to a series of immune responses that occur when the recipient's kidney transplanted immune system recognizes the transplantation kidney as an external antigen, Acute rejection, chronic rejection, and mixed rejection, all of which can be classified as mixed rejection. Acute rejection usually occurs within a few days to six months after renal transplantation, with fever, tenderness at the transplantation site, decreased urine, and decreased renal function. Cellular immunity and humoral immunity are involved and cause tissue damage of the transplant kidney. Histologically, renal tubular inflammation and endothelial cell inflammation are seen, and mononuclear cell carcinoma of the kidney and tubular necrosis are observed. Chronic rejection occurs after 6 months after transplantation and is characterized by gradual renal dysfunction accompanied by proteinuria and hypertension. If vascular inflammation and fibrosis occur in the grafted kidney due to the immune rejection of the recipient, the renal function is worsened and the kidney function is progressed as a whole due to overload of the healthy glomeruli.

본 발명에서 상기 신장이식의 거부반응은 급성 거부반응, 만성 거부반응, 혼합 거부반응을 모두 포함할 수 있으며, 바람직하게는 급성 T 세포 매개 거부 반응(Acute T cell mediated rejection, TCMR), 만성 항체-매개 거부반응(chronic antibody mediated rejection, CAMR), 활성형 항체-매개 거부반응(active antibody mediated rejection), 만성 활성형 T 세포 매개 거부반응(chronic active T cell mediated rejection) 및 혼합 거부반응(mixed rejection)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 가장 바람직하게는 급성 T 세포 매개 거부 반응(Acute T cell mediated rejection, TCMR) 또는 만성 항체-매개 거부반응(chronic antibody mediated rejection, CAMR)일 수 있다. In the present invention, the rejection of kidney transplantation may include acute rejection, chronic rejection, and mixed rejection. Preferably, acute T cell mediated rejection (TCMR), chronic antibody- In addition, chronic antibody mediated rejection (CAMR), active antibody mediated rejection, chronic active T cell mediated rejection, and mixed rejection, (TCMR), or chronic antibody mediated rejection (CAMR). The present invention also provides a method for preventing or treating an autoimmune disease.

본 발명에서 상기 '진단'은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명에서의 진단은 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 수준을 측정하여 신장이식의 거부반응 병리 존재 또는 발병 여부를 확인하는 것이다.In the present invention, the term " diagnosis " means identifying the presence or characteristic of a pathological condition. The diagnosis in the present invention is to measure the level of TSPAN1 protein or mRNA to confirm the presence or absence of a rejection reaction pathway in kidney transplantation.

한편 본 발명의 진단용 조성물이 mRNA의 발현 수준을 측정하기 위한 것일 때에는 mRNA 발현 수준을 측정하는 제제는 TSPAN1 mRNA에 특이적으로 결합하는 프로브 또는 프라이머 세트일 수 있다.Meanwhile, when the diagnostic composition of the present invention is for measuring the expression level of mRNA, the agent for measuring mRNA expression level may be a probe or a primer set that specifically binds to TSPAN1 mRNA.

상기 TSPAN1의 mRNA는 인간을 포함하는 포유류에서 유래한 것일 수 있으며, 바람직하게는 상기 TSPAN1의 mRNA는 서열번호 1로 표시되는 염기 서열을 포함하는 것일 수 있다. The mRNA of TSPAN1 may be derived from a mammal including a human, and preferably the mRNA of TSPAN1 may include the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

[서열번호 1][SEQ ID NO: 1]

tcccggcctc agacacacac accagcagct acacctacac gctgaccatc acaggcacactcccggcctc agacacacac accagcagct acacctacac gctgaccatc acaggcacac

agaggcacat ccacctcaca tccacctcat acttgtgtac tctcagggtt cagtctttcaagaggcacat ccacctcaca tccacctcat acttgtgtac tctcagggtt cagtctttca

cctatccct ctctgatctg tgcctcccaa taccttccaa gatgtttaca gagacccttccctatccct ctctgatctg tgcctcccaa taccttccaa gatgtttaca gagacccttc

tccctgtgca gttaggagtg taaggcaaga gagcccctac ttcatggggc agatcaagagtccctgtgca gttaggagtg taaggcaaga gagcccctac ttcatggggc agatcaagag

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tgcttcagct tcattaagac catgatgatc ctcttcaatt tgctcatctt tctgtgtggttgcttcagct tcattaagac catgatgatc ctcttcaatt tgctcatctt tctgtgtggt

gcagccctgt tggcagtggg catctgggtg tcaatcgatg gggcatcctt tctgaagatcgcagccctgt tggcagtggg catctgggtg tcaatcgatg gggcatcctt tctgaagatc

ttcgggccac tgtcgtccag tgccatgcag tttgtcaacg tgggctactt cctcatcgcattcgggccac tgtcgtccag tgccatgcag tttgtcaacg tgggctactt cctcatcgca

gccggcgttg tggtctttgc tcttggtttc ctgggctgct atggtgctaa gactgagagcgccggcgttg tggtctttgc tcttggtttc ctgggctgct atggtgctaa gactgagagc

aagtgtgccc tcgtgacgtt cttcttcatc ctcctcctca tcttcattgc tgaggttgcaaagtgtgccc tcgtgacgtt cttcttcatc ctcctcctca tcttcattgc tgaggttgca

gctgctgtgg tcgccttggt gtacaccaca atggctgagc acttcctgac gttgctggtagctgctgtgg tcgccttggt gtacaccaca atggctgagc acttcctgac gttgctggta

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상기 TSPAN1의 mRNA 특이적인 프로브 또는 프라이머 세트를 포함하는 본 발명의 진단용 조성물은 공지된 RNA를 감지하는 방법에 필요한 제제를 추가로 포함할 수 있다. 본 조성물을 이용하여 공지된 RNA를 감지하는 방법을 제한없이 사용하여 피검체에서 상기 마커들의 mRNA의 수준을 측정할 수 있다.The diagnostic composition of the present invention comprising the mRNA-specific probe or primer set of the TSPAN1 may further comprise a preparation necessary for a method for detecting known RNA. Methods for detecting known RNA using this composition can be used without limitation to determine the level of mRNA of the markers in a subject.

상기 '프라이머(primer)'는 DNA 합성의 개시점(starting point)으로 작용하는 짧은 단일가닥 올리고뉴클레오티드(single strand oligonucleotide)이다. 프라이머는 적합한 완충액(buffer)와 온도 조건에서 주형(template)인 폴리뉴클레오티드에 특이적으로 결합하고, DNA 중합효소가 프라이머에 주형 DNA에 상보적인 염기를 갖는 뉴클레오사이드 트리포스페이트를 추가하여 연결함으로써 DNA가 합성된다. 프라이머는 일반적으로 15 내지 30개의 염기서열로 이루어져 있으며, 염기 구성과 길이에 따라 주형 가닥에 결합하는 온도(melting temperature, Tm)가 달라진다. 프라이머의 서열은 주형의 일부 염기 서열과 완전하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 주형과 혼성화되어 프라이머 고유의 작용을 할 수 있는 범위 내에서의 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 따라서 본 발명에서 상기 TSPAN1 mRNA의 발현 수준을 측정하기 위한 프라이머는 각 유전자 서열에 완벽하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, DNA 합성을 통해 mRNA 또는 cDNA의 특정 구간을 증폭하여 mRNA의 양을 측정하려는 목적에 맞는 길이와 상보성을 갖는 것이면 충분하다. 상기 증폭 반응을 위한 프라이머는 증폭하고자 하는 mRNA의 특정 구간의 양쪽 끝부분의 주형(또는 센스, sense)과 반대편(안티센스, antisense)에 각각 상보적으로 결합하는 한 세트(쌍)으로 구성된다. 프라이머는 당업자라면 KRS 또는 AIMP1의 mRNA 또는 cDNA 염기서열을 참조하여 용이하게 디자인할 수 있다. 본 발명에서 상기 프라이머는 바람직하게는 서열번호 1로 표시되는 TSPAN1의 mRNA에 특이적으로 결합하는 한 세트, 한 쌍 또는 이들의 조합일 수 있다. The 'primer' is a short single strand oligonucleotide that serves as a starting point for DNA synthesis. The primer specifically binds to a polynucleotide which is a template under a temperature condition with a suitable buffer, and a DNA polymerase is added to the primer by addition of a nucleoside triphosphate having a base complementary to the template DNA, Is synthesized. The primer is generally composed of 15 to 30 nucleotide sequences, and the melting temperature (Tm) of the primer varies depending on the base structure and length. The sequence of the primer does not need to have a sequence completely complementary to a part of the nucleotide sequence of the template. It is sufficient if the primer has sufficient complementarity within a range capable of hybridizing with the template and acting as a primer. Therefore, in the present invention, the primer for measuring the expression level of TSPAN1 mRNA does not need to have a perfectly complementary sequence in each gene sequence, and it is possible to amplify a specific region of mRNA or cDNA by DNA synthesis to measure the amount of mRNA Anything that has a length and complementarity suited to the purpose is sufficient. The primer for the amplification reaction is composed of a pair (pair) complementarily binding to a template (or sense) at opposite ends of a specific region of the mRNA to be amplified and an opposite region (antisense), respectively. Primers can be easily designed by those skilled in the art with reference to mRNA or cDNA sequence of KRS or AIMP1. In the present invention, the primer may preferably be a set, a pair, or a combination thereof that specifically binds to the mRNA of TSPAN1 represented by SEQ ID NO: 1.

상기 '프로브(probe)'는 특정 유전자의 mRNA나 cDNA(complementary DNA)에 특이적으로 결합할 수 있는 짧게는 수개 내지 길게는 수백 개의 염기(base pair) 길이의 RNA 또는 DNA 등 폴리뉴클레오티드의 단편을 의미하며, 표지(labeling)되어 있어서 결합하는 대상 mRNA나 cDNA의 존재 유무, 발현양 등을 확인할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해서는 KRS 또는 AIMP1 mRNA에 상보적인 프로브를 피검체의 시료와 혼성화 반응(hybridization)을 수행하여 KRS 또는 AIMP1 mRNA의 발현양을 측정함으로써 대장암의 진단에 이용할 수 있다. 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당업계에 공지된 기술에 따라 적절하게 선택할 수 있다.The 'probe' may be a fragment of a polynucleotide such as RNA or DNA having a base pair length of several to several hundreds, which can specifically bind to a specific gene mRNA or cDNA (complementary DNA) And it is labeled so that the presence or expression level of mRNA or cDNA to be bound can be confirmed. For the purpose of the present invention, a probe complementary to KRS or AIMP1 mRNA can be used for diagnosis of colon cancer by measuring the expression level of KRS or AIMP1 mRNA by performing hybridization with a sample of a subject. The selection and hybridization conditions of the probes can be appropriately selected according to techniques known in the art.

본 발명에서 상기 프라이머 또는 프로브는 포스포아미다이트(phosphoramidite) 고체지지체 합성법이나 기타 널리 공지된 방법을 이용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 또한 프라이머 또는 프로브는 KRS 또는 AIMP1 mRNA와의 혼성화를 방해하지 않는 범위에서 당해 기술분야에 공지된 방법에 따라 다양하게 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오티드 하나 이상의 동족체로의 치환 및 뉴클레오티드 간의 변형, 예를 들면 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등), 그리고 형광 또는 효소를 이용한 표지물질(labeling material)의 결합 등이 있다.In the present invention, the primer or the probe may be chemically synthesized using a phosphoramidite solid support synthesis method or other well-known methods. The primers or probes may also be modified in various ways according to methods known in the art, so long as they do not interfere with hybridization with KRS or AIMP1 mRNA. Examples of such modifications include, but are not limited to, methylation, capping, substitution with one or more of the natural nucleotide analogs and modifications between nucleotides, such as uncharged linkers (e.g., methylphosphonate, phosphotriester, phosphoramidate, carbamate, etc.) ) Or charged conjugates (eg, phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.), and binding of labeling materials using fluorescence or enzymes.

한편, 본 발명에서 상기 TSPAN1의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제는 TSPAN1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체일 수 있다. In the present invention, the agent for measuring the protein expression level of TSPAN1 may be an antibody that specifically binds to TSPAN1 protein.

본 발명에서 상기 TSPAN1 단백질은 인간을 포함하는 포유류에서 유래한 것일 수 있으며, 바람직하게는 상기 TSPAN1 단백질은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. In the present invention, the TSPAN1 protein may be derived from a mammal including a human. Preferably, the TSPAN1 protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

[서열번호 2][SEQ ID NO: 2]

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상기 '항체(antibody)'는 항원성 부위에 특이적으로 결합하는 면역글로불린(immunoglobulin)을 의미한다. 본 발명에서의 항체는 KRS 또는 AIMP1 이외에는 다른 종류의 아미노아실 티알엔에이 합성효소를 포함하는 다른 단백질에는 반응하지 않고, KRS 또는 AIMP1 단백질에만 특이적으로 결합하는 항체이다. KRS 또는 AIMP1 항체는 각 유전자를 발현벡터에 클로닝하여 상기 유전자에 의해 암호화되는 단백질을 수득하고, 수득한 단백질로부터 당해기술분야의 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. KRS 또는 AIMP1 항원성 부위를 포함하는 KRS 또는 AIMP1 단백질의 단편을 이용하여 각각의 단백질 특이적인 항체를 제조할 수도 있다. 본 발명의 항체의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 다클론항체(polyclonal antibody) 또는 단일클론항체(monoclonal antibody)를 포함한다. 또한 항원-항체 결합성을 갖는 것이면 전체 항체의 일부도 본 발명의 항체에 포함되며, KRS 또는 AIMP1에 특이적으로 결합하는 모든 종류의 면역글로불린 항체가 포함된다. 예를 들어 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 갖는 완전한 형태의 항체뿐 아니라 항체 분자의 기능적인 단편, 즉 항원 결합 기능을 갖는 Fab, F(ab'), F(ab')2 및 Fv 등을 포함한다. 나아가 본 발명의 항체에는 KRS 또는 AIMP1 단백질에 특이적으로 결합할 수 있는 것이라면 인간화 항체, 키메릭 항체 등의 특수 항체와 재조합 항체도 포함된다.The term "antibody" refers to an immunoglobulin that specifically binds to an antigenic site. The antibody in the present invention is an antibody that specifically binds only KRS or AIMP1 protein without reacting with other proteins including aminoacyl thiourea synthetase other than KRS or AIMP1. The KRS or AIMP1 antibody can be produced by cloning each gene into an expression vector to obtain a protein encoded by the gene and obtaining the protein from the obtained protein according to a conventional method in the art. KRS or fragments of the AIMP1 protein comprising the AIMP1 antigenic site may be used to produce each protein-specific antibody. The form of the antibody of the present invention is not particularly limited and includes a polyclonal antibody or a monoclonal antibody. Also included in the antibody of the present invention are a portion of whole antibodies as well as any immunoglobulin antibody that binds specifically to KRS or AIMP1 as long as it has antigen-antibody binding properties. F (ab '), F (ab '), < / RTI > which have antigen binding functions, as well as complete forms of antibodies with two full length light chains and two full length heavy chains, 2, and Fv. Furthermore, the antibodies of the present invention include special antibodies such as humanized antibodies, chimeric antibodies, and recombinant antibodies, as long as they can specifically bind KRS or AIMP1 protein.

상기 TSPAN1 단백질 특이적인 항체를 포함하는 본 발명의 진단용 조성물은 공지된 단백질을 감지하는 방법에 필요한 제제를 추가적으로 포함할 수 있으며, 본 조성물을 이용하여 공지된 단백질을 감지하는 방법을 제한없이 사용하여 피검체에서 TSPAN1 단백질의 발현 수준을 측정할 수 있다.The diagnostic composition of the present invention comprising the TSPAN1 protein-specific antibody may further include a preparation necessary for a method for detecting a known protein, and a method for detecting a known protein using the present composition may be used, The level of expression of the TSPAN1 protein can be measured in a sample.

본 발명의 상기 조성물은 HPX(hemopexin)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있다. The composition of the present invention may further comprise an agent for measuring the expression level of HPX (hemopexin) protein or mRNA.

본 발명의 일실시예에 따르면, 신장이식 환자들 중에서 안정적인 이식 기능을 나타내는 정상군(stable graft function, STA)과 비교하여 급성 T 세포 매개 거부 반응(TCMR)을 나타내는 환자의 소변에서 TSPAN1 단백질 이외에 HPX 단백질의 발현량 또한 현저히 증가되어 있음을 확인하였으며, TSPAN1 및 HPX 단백질의 발현량을 ROC 곡선 분석에 적용하여 본 결과 AUC가 0.744, 민감도 64.0% 및 특이도 72.7%로 매우 우수한 신장이식 거부반응 진단율을 나타냄을 확인하였다. According to one embodiment of the present invention, in addition to the TSPAN1 protein in the urine of patients showing acute T cell mediated rejection (TCMR) as compared with the stable graft function (STA) showing stable graft function among renal transplantation patients, HPX The expression level of TSPAN1 and HPX protein was applied to the ROC curve analysis. As a result, AUC of 0.744, sensitivity of 64.0% and specificity of 72.7% Respectively.

본 발명에서 상기 HPX 단백질 및 mRNA는 인간을 포함하는 포유류에서 유래한 것일 수 있으며, 바람직하게는 HPX 단백질은 GenBank: AAA58678.1에서 그 서열을 확인할 수 있는 것일 수 있으며, HPX mRNA는 바람직하게는 NCBI Reference Sequence: NM_000613.2에서 그 서열을 확인할 수 있는 것일 수 있다.In the present invention, the HPX protein and mRNA may be derived from a mammal including a human. Preferably, the HPX protein may be one whose sequence can be confirmed in GenBank: AAA58678.1. HPX mRNA is preferably NCBI Reference Sequence: It may be possible to confirm the sequence in NM_000613.2.

본 발명은 또한 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 키트를 제공한다. The present invention also provides a kit for the diagnosis of rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of TSPAN1 (tetraspanin 1) protein or mRNA.

본 발명의 진단용 키트에는 TSPAN1 단백질을 마커로 인식하는 항체 또는 TSPAN1 mRNA를 마커로 인식하는 프라이머, 프로브뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액 또는 장치가 포함될 수 있다.The diagnostic kit of the present invention may include one or more other component compositions, solutions, or devices suitable for the assay as well as primers, probes, or antibodies recognizing the TSPAN1 protein as a marker or recognizing the TSPAN1 mRNA as a marker.

구체적인 양태로서 상기 진단 키트는 역전사 중합효소반응을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단용 키트일 수 있다. 역전사 중합효소반응 키트는 마커 유전자에 대한 특이적인 각각의 프라이머 쌍을 포함한다. 프라이머는 각 마커 유전자의 핵산서열에 특이적인 서열을 가지는 뉴클레오타이드로서, 약 7bp 내지 50bp의 길이, 보다 바람직하게는 약 10bp 내지 30bp의 길이이다. 또한 대조군 유전자의 핵산 서열에 특이적인 프라이머를 포함할 수 있다. 그 외 역전사 중합효소반응 키트는 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-폴리머라아제 및 역전사효소와 같은 효소, DNAse, RNAse 억제제 DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다.In a specific embodiment, the diagnostic kit may be a diagnostic kit comprising essential elements necessary for performing a reverse transcription-polymerase reaction. The RT-PCR kit contains the respective primer pairs specific for the marker gene. A primer is a nucleotide having a sequence specific to a nucleic acid sequence of each marker gene, and has a length of about 7 bp to 50 bp, and more preferably about 10 bp to 30 bp. It may also contain a primer specific for the nucleic acid sequence of the control gene. Other reverse transcription polymerase reaction kits may be used in combination with test tubes or other appropriate containers, reaction buffers (varying in pH and magnesium concentration), deoxynucleotides (dNTPs), enzymes such as Taq polymerase and reverse transcriptase, DNAse, RNAse inhibitor DEPC DEPC-water, sterile water, and the like.

또 다른 양태로는 DNA 칩을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 키트일 수 있다. DNA 칩 키트는 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA 또는 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)가 부착되어 있는 기판, 및 형광표식 프로브를 제작하기 위한 시약, 제제, 효소 등을 포함할 수 있다. 또한 기판은 대조군 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA 또는 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention is a diagnostic kit characterized in that it includes an essential element necessary for performing a DNA chip. The DNA chip kit may include a substrate to which a cDNA or oligonucleotide corresponding to a gene or a fragment thereof is attached, and reagents, preparations, enzymes, and the like for producing a fluorescent-labeled probe. The substrate may also comprise a cDNA or oligonucleotide corresponding to a control gene or fragment thereof.

분석을 위해 사용되는 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 타액, 비액, 객담, 복수, 질 분비물, 소변 등 정상적인 상태와 구별될 수 있는 신장이식 거부반응 특이적 단백질을 확인할 수 있는 생체 시료를 포함한다. 바람직하게는 생물학적 액체 시료, 예를 들어 혈액, 혈청, 혈장 또는 소변으로부터 측정될 수 있다. 상기 시료는 단백질 마커의 탐지 감도를 증가시키도록 준비될 수 있는데 예를 들어 환자로부터 수득한 혈청 시료는 음이온 교환 크로마토그래피, 친화도 크로마토그래피, 크기별 배제 크로마토그래피(size exclusion chromatography), 액체 크로마토그래피, 연속추출(sequential extraction) 또는 젤 전기영동 등의 방법을 이용하여 전처리될 수 있다.The sample used for the analysis includes a biological sample capable of identifying a renal transplant rejection-specific protein which can be distinguished from a normal state such as blood, plasma, serum, saliva, saliva, sputum, ascites, vaginal discharge, urine and the like. Preferably from a biological fluid sample, such as blood, serum, plasma or urine. The sample can be prepared to increase the detection sensitivity of the protein marker. For example, serum samples obtained from a patient can be analyzed by anion exchange chromatography, affinity chromatography, size exclusion chromatography, liquid chromatography, Can be pretreated using sequential extraction or gel electrophoresis.

본 발명은 또한 신장이식의 거부반응의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, (a) 신장이식 환자로부터 수득한 생물학적 시료에서 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 정상 대조구와 비교하여 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 증가한 피검체를 신장이식의 거부반응이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 신장이식의 거부반응의 마커를 검출하는 방법을 제공한다. The present invention also relates to a method for diagnosing renal transplant rejection comprising the steps of: (a) determining the level of expression of a protein or mRNA of TSPAN1 (tetraspanin 1) in a biological sample obtained from a kidney transplant patient; And (b) comparing the expression level of the TSPAN1 protein or mRNA to that of a normal control to determine that the subject having an increased expression level of the TSPAN1 protein or mRNA is determined to have a rejection of renal transplantation. Of the marker.

본 발명에서 상기 생물학적 시료는 신장이식 거부반응을 진단하고자 하는 신장이식 환자로부터 채취된 것이라면 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 생검 등으로 얻어진 세포나 조직, 혈액, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 뇌척수액, 각종 분비물, 소변, 대변 등일 수 있다. 바람직하게는 혈액, 혈장, 혈청, 타액, 비액, 객담, 복수, 질 분비물 및 소변으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 가장 바람직하게는 소변일 수 있다. In the present invention, the biological sample can be used without limitation as long as it is collected from a kidney transplant patient who is to be diagnosed as a kidney transplant rejection reaction. For example, the biological sample can be a cell or tissue obtained by biopsy, blood, whole blood, serum, plasma, , Various secretions, urine, feces, and the like. And may be selected from the group consisting of blood, plasma, serum, saliva, saliva, sputum, ascites, vaginal discharge and urine, and most preferably urine.

TSPAN1 단백질의 발현 수준은 TSPAN1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 이용하여 검출하거나 측정할 수 있다. 단백질 특이적인 항체는 본 발명의 진단용 조성물에 서술한 바와 같다. 단백질의 발현 수준을 측정하는 방법은 당업계에서 공지되어 있는 방법은 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 예로 웨스턴 블랏팅(western blotting), 닷 블랏팅(dot blotting), 효소면역분석법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA), 방사능 면역분석법(RIA), 방사면역확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역 전기영동, 면역조직화학염색, 면역침전법(immunoprecipitation), 보체 고정 분석법, 유세포 분석법(FACS) 또는 단백질 칩(chip) 방법 등이 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. Expression levels of the TSPAN1 protein can be detected or measured using an antibody that specifically binds to the TSPAN1 protein. The protein-specific antibody is as described for the diagnostic composition of the present invention. Methods for measuring the expression level of a protein can be performed by any method known in the art including, but not limited to, western blotting, dot blotting, enzyme-linked immunosorbent assay Immunohistochemical staining, immunoprecipitation, complement fixation, flow cytometry (FACS), or immunohistochemical staining with protein (s), immunohistochemistry (ELISA), radioimmunoassay (RIA) A chip method, and the like, but the present invention is not limited thereto.

TSPAN1 mRNA 수준은 mRNA에 특이적으로 결합하는 프라이머 세트나 프로브를 이용하여 피검체의 시료로부터 각 마커들의 mRNA나 cDNA를 증폭하거나, 프로브와 혼성화 반응(hybridization)을 이용하여 피검체 시료 내 각 마커들의 mRNA의 존재와 발현량을 측정할 수 있다. 프라이머와 프로브는 본 발명의 진단용 조성물에서 서술한 바와 같다. mRNA 발현 수준의 측정은 당업계에서 통상적인 발현 수준 확인 방법을 제한 없이 사용할 수 있으며, 분석 방법의 예로 역전사 중합효소 연쇄반응(reverse transcription polymerase chain reaction, RT-PCR), 경쟁적 RT-PCR(competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR(real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA:RNase protection assay), 노던 블랏팅(northern blotting), DNA 마이크로어레이 칩(microarray chip), RNA 염기서열분석(RNA sequencing), 나노스트링(nanostring)을 이용한 혼성화 방법, 조직 절편의 인시투 혼성화 방법(in situhybridization) 등이 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.The level of TSPAN1 mRNA is determined by amplifying the mRNA or cDNA of each marker from a sample of a subject using a primer set or a probe that specifically binds to mRNA or by using hybridization with a probe, the presence and expression level of mRNA can be measured. The primers and probes are as described in the diagnostic composition of the present invention. The expression level of mRNA can be measured by any method known in the art without any limitations. For example, reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), competitive RT-PCR PCR), real-time RT-PCR, RNase protection assay (RPA), northern blotting, DNA microarray chip, RNA sequencing RNA sequencing, hybridization using nanostrings, in situ hybridization of tissue sections, but are not limited thereto.

상기 (a) 단계의 방법으로 측정한 신장이식 환자에서 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 동일한 방법으로 측정한 정상 대조구와 비교하여, TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 증가한 경우, 상기 환자를 장기이식 거부반응이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 상기 정상 대조구란 신장이식을 받지 않은 정상인 또는 신장이식을 받았지만 안정적인 신장 기능이 발휘되며 급성 거부반응, 만성 거부반응 또는 혼합 거부반응이 나타나지 않은 상태의 신장이식 환자를 포함한다. When the expression level of the TSPAN1 protein or mRNA is increased in the kidney transplantation patients as measured by the method of step (a), when the expression level of the TSPAN1 protein or mRNA is increased as compared with the normal control, It can be judged that the reaction exists. The normal control includes a normal kidney transplant recipient or a kidney transplant recipient who has undergone a kidney transplantation but has a stable renal function and does not show acute rejection, chronic rejection, or mixed rejection.

본 발명의 상기 방법은 상기 (a) 단계에서 HPX(hemopexin)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 추가로 측정하고 상기 (b) 단계에서 TSPAN1 및 HPX의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 정상 대조구와 비교하여 증가한 피검체를 신장이식의 거부반응이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. The method of the present invention further comprises measuring the expression level of protein or mRNA of HPX (hemopexin) in the step (a) and comparing the expression level of the protein or mRNA of TSPAN1 and HPX in the step (b) And judging that the increased body is present in the rejection reaction of kidney transplantation.

본 발명은 또한 인간을 제외한 포유동물에 신장이식 거부반응 치료 후보물질의 투여 후, TSPAN1의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 신장이식 거부반응 치료제 스크리닝 방법을 제공한다. The present invention also provides a screening method for treating renal transplant rejection, comprising the step of measuring the level of expression of the protein or mRNA of TSPAN1 after administration of a candidate substance for treating renal transplant rejection in a mammal other than human.

구체적으로, 신장이식 거부반응 치료 후보 물질의 존재 및 부존재 하에서 TSPAN1 mRNA 또는 단백질 발현의 증가 또는 감소를 비교하는 방법으로 신장이식 거부반응 치료제를 스크리닝 하는데 유용하게 사용할 수 있다. TSPAN1 mRNA 또는 단백질의 발현 수준을 간접적으로 또는 직접적으로 감소시키는 물질은 신장이식 거부반응 치료제로서 선택할 수 있다. Specifically, the method can be useful for screening a therapeutic agent for renal transplant rejection by comparing the increase or decrease of TSPAN1 mRNA or protein expression under the presence and absence of a candidate kidney transplant rejection response candidate. Substances that indirectly or directly reduce the level of expression of TSPAN1 mRNA or protein can be selected as therapeutic agents for renal transplant rejection.

즉, 신장이식 거부반응 치료 후보 물질의 부존재 하에 인간을 제외한 포유동물로부터 수득한 생물학적 시료에서 본 발명의 마커의 발현 수준을 측정하고, 또한 신장이식 거부반응 치료 후보 물질의 존재 하에서 본 발명의 마커의 발현 수준을 측정하여 양자를 비교한 후, 신장이식 거부반응 치료 후보 물질이 존재할 때의 본 발명의 마커의 발현 수준이 부재 하에서의 마커 발현 수준보다 감소시키는 물질을 신장이식 거부반응 치료제로 선택할 수 있는 것이다.That is, the expression level of the marker of the present invention is measured in a biological sample obtained from a mammal other than a human under the absence of a candidate kidney transplant rejection response candidate, and the expression level of the marker of the present invention The expression level is measured to compare the two, and then a substance that reduces the expression level of the marker of the present invention in the absence of the candidate kidney transplantation rejection candidate candidate is lower than the marker expression level in the absence of the kidney transplant rejection reaction therapeutic agent, .

본 발명에서 제공하는 바이오마커인 TSPAN1은 신장이식 거부반응을 나타내는 환자에서 현저하게 증가하므로, TSPAN1의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 본원발명의 진단용 조성물 또는 TSPAN1 검출 방법을 통해 신장이식 거부반응 여부를 정확하고 신속하게 진단할 수 있다.Since the biomarker TSPAN1 provided by the present invention is significantly increased in patients exhibiting a renal transplant rejection reaction, the diagnostic composition or the TSPAN1 detection method comprising the agent for measuring the expression level of TSPAN1 can be used to determine whether or not a kidney transplant rejection Can be accurately and quickly diagnosed.

도 1은 신장이식을 받은 STA(stable graft function) 환자 및 급성 TCMR(T 세포 매개 거부반응) 환자에서 일반 단백질의 발현량을 히트맵(heatmap)으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 선별한 신장이식 거부반응 마커 5종을 신장이식을 받은 STA(stable graft function) 환자 및 급성 TCMR(T 세포 매개 거부반응) 환자의 소변에서 웨스턴 블롯으로 검출하고 이를 정량화하여 그래프로 나타낸 결과이다.
도 3은 STA환자 및 급성 TCMR 환자의 소변에서 TSPAN1 및 HPX의 발현량을 분석하여 ROC 곡선 분석을 수행한 결과이다.
도 4는 TSPAN1(a) 또는 HPX(b)의 단백질-단백질 상호작용 네트워크를 나타낸 도면이다.
도 5는 신장이식을 받은 LGS(Long-term graft survival) 환자 및 CAMR(chronic antibody medated rejection) 환자의 소변에서 추출한 엑소좀에서 TSPAN1 단백질의 발현량을 웨스턴 블롯으로 분석하고(a), 이를 정량화하여 나타낸 결과이다(b)(도 5a에서 “L”은 LGS 환자의 소변 샘플을 의미하며 “C”는 CAMR 환자의 소변 샘플을 의미한다).
도 6은 LGS 환자 및 CAMR 환자의 소변에서 TSPAN1의 발현량을 분석하여 ROC 곡선 분석을 수행한 결과이다.
FIG. 1 is a heat map showing the expression levels of general proteins in patients with stable graft function (STA) and patients with acute TCMR (T cell mediated rejection) that have undergone renal transplantation.
FIG. 2 is a graph showing the results of detection of 5 types of renal transplant rejection response markers selected in the present invention by Western blot in urine of patients with STA (stable graft function) and acute TCMR (T cell mediated rejection) The results are shown as graphs.
FIG. 3 shows the results of ROC curve analysis by analyzing the expression levels of TSPAN1 and HPX in the urine of STA patients and acute TCMR patients.
Figure 4 shows a protein-protein interaction network of TSPAN1 (a) or HPX (b).
FIG. 5 shows Western blot analysis of the expression level of TSPAN1 protein in exosomes extracted from kidney transplanted patients with long-term graft survival (LGS) and chronic antibody medated rejection (CAMR) patients (a) (B) ("L" in FIG. 5A means urine sample of LGS patient and "C" means urine sample of CAMR patient).
FIG. 6 shows the results of ROC curve analysis by analyzing the expression level of TSPAN1 in the urine of LGS patients and CAMR patients.

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

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

오믹 기술(omics technologies)의 최근 발전은 질병에 대한 추가 정보를 제공하고 새로운 바이오 마커를 식별하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 기술을 기반으로 KTR에서 급성 거부 반응에 대한 진단용 바이오 마커를 확인하려는 여러 연구가 있다. 그러나 아직 확증된 긍정적인 결과는 존재하지 않는다. Recent developments in omics technologies can provide additional information about disease and can help identify new biomarkers. There are a number of studies to identify diagnostic biomarkers for acute rejection in KTR based on these techniques. However, there is no confirmed positive result yet.

따라서 본 발명은 프로테오믹스 접근법을 사용하여 급성 T 세포 매개 거부 반응(TCMR)을 비침습적으로 예측할 수 있는 새로운 바이오 마커를 규명하고자 하였다.Thus, the present invention seeks to identify novel biomarkers that can non-invasively predict acute T cell mediated rejection (TCMR) using the proteomics approach.

<재료 및 실험방법><Material and Experimental Method>

1. 연구 인구 및 데이터 수집1. Research population and data collection

(1) T 세포 매개 거부반응(T cell mediated rejection, TCMR) 환자군(1) T cell mediated rejection (TCMR) patients

한국의 6개 대학병원을 대상으로 한 크로스-섹셔널 다기관 연구(cross-sectional multicenter study) ARTKT-1(Assessment of immunologic Risk and Tolerance in Kidney Transplantation)에 385건의 KTR로부터 84건의 이식 조직 생검이 등록되었다. 신장 동종 이식 생검은 급성 임상 이식 기능 장애(acute clinical graft dysfunction)를 앓고 있거나 프로토콜을 받은 환자에서 시행되었다. 이중 22 명이 STA(Stable graft function)로 입증되었고 25 명이 생검에서 입증된 급성 TCMR을 보였다. 모든 혈액 및 소변 샘플은 2013 년 8월부터 2015년 7월까지 동일한 프로토콜을 사용하여 생검 당시 수집되었다. 추정 사구체 여과율(Estimated glomerular filtration rate, eGFR)은 만성 신장병 역학 협력(Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration, CKD-EPI) 방정식을 사용하여 계산되었다. 연구 프로토콜은 임상 연구 정보 서비스(Clinical Research Information Service, CRIS Registration Number: KCT0001010)에 등록되었으며 각 참여 병원(경북 대학교 병원(2013-10-010); 강동의 경희대학교 병원; 경희의대 병원; 삼성 의료원; 가톨릭 대학교 성모병원; 인제대학교 부산 백병원)의 기관 검토위원회 (Institutional Review Board)의 승인을 받았다. 본 발명의 연구는 2000년 헬싱키(Helsinki) 선언과 2008년 헬싱키 선언에 따라 수행하였다.A total of 84 transplantation biopsies from 385 KTRs were enrolled in the cross-sectional multicenter study ARTKT-1 (Assessment of Immunologic Risk and Tolerance in Kidney Transplantation) at six university hospitals in Korea . Kidney allograft biopsy was performed in patients with acute clinical graft dysfunction or with a protocol. Twenty - two patients were proven to have stable graft function (STA) and 25 patients had acute TCMR demonstrated by biopsy. All blood and urine samples were collected at the time of the biopsy using the same protocol from August 2013 to July 2015. Estimated glomerular filtration rate (eGFR) was calculated using the Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration (CKD-EPI) equation. The study protocol was registered in the Clinical Research Information Service (CRIS Registration Number: KCT0001010), and the participating hospitals (Kyungpook National University Hospital (2013-10-010), Kyunghee University Hospital in Kangdong; And the Institutional Review Board of Inje University Pusan Paik Hospital). The study of the present invention was conducted in accordance with the Helsinki Declaration in 2000 and the Helsinki Declaration in 2008.

(2) 만성 항체 매개 거부반응(chronic antibody-mediated rejection, CAMR) 환자군(2) patients with chronic antibody-mediated rejection (CAMR)

연구 대상 환자 모두는 ARTKT-1 연구에서 선택되었는데, 이는 이식 조직 생검을 받은 신장 이식 환자(KTR) 또는 안정된 신장 기능(추정 사구체 여과율(eGFR) ≥ 50ml/min/1.73m2)을 10년 이상 나타내는 장기 이식 생존자(long-term graft survival, LGS, 경북 대학교 병원, 경북 대학교 병원, 경북 대학교 병원, 삼성 의료원, 카톨릭 대학교 성모 병원 및 성 마리아 병원)를 포함한다.All of the patients studied were selected for ARTKT-1 studies, which included kidney transplant patients (KTR) with transplantation biopsy or stable renal function (estimated glomerular filtration rate (eGFR) ≥ 50ml / min / 1.73m 2 ) (LGS, Kyungpook National University Hospital, Kyungpook National University Hospital, Kyungpook National University Hospital, Samsung Medical Center, St. Mary's Hospital of Catholic University, and St. Mary's Hospital).

이들 중에서 9명은 CAMR을 나타내는 신장이식 환자이며, 33명은 LGS 신장이식 환자이었다. Nine of them were CAMR renal transplant patients and 33 were LGS kidney transplant patients.

추가로, 상기 신장이식 환자 이외에 마커 단백질의 검증을 위하여 17명의 CAMR 신장이식 환자 및 24명의 LGS 신장이식 환자의 소변 샘플을 수득하여 분석하였다.In addition, urine samples of 17 CAMR kidney transplant patients and 24 LGS kidney transplant patients were obtained and analyzed for the verification of marker proteins in addition to the kidney transplant patients.

2. 환자상태의 정의2. Definition of Patient Status

(1) STA와 급성 TCMR의 정의(1) Definition of STA and acute TCMR

STA는 안정적인 혈청 크레아티닌과 이식 조직 생검에서 유의한 손상이 없는 환자로 정의되었다. 급성 TCMR은 Banff '07 분류에 따라 진단되었으며, 상기 케이스는 간질 침윤(interstitial infiltration), 세균염(tubulitis), 내막 동맥염(intimal arteritis)을 보였다.STA was defined as a patient without significant damage to stable serum creatinine and graft biopsy. Acute TCMR was diagnosed according to the Banff '07 classification, which showed interstitial infiltration, tubulitis, and intimal arteritis.

(2) LGS와 CAMR의 정의(2) Definition of LGS and CAMR

신장이식 이후 10년 이상 Modification of Dien in Renal Disease equation을 이용하여 계산한 eGFR 값이 ≥50mL/min/1.73m2인 환자를 LGS로 정의하였다. 모든 LGS 환자들은 이전에 어떠한 거부 반응, 단백뇨 및 de novo DSA(donor-specific antibodies)가 없었다. CAMR은 Banff 2013 분류에 따라 신장 동종 이식 생검으로 진단되었다. 전신 감염, 동종 이식 감염 및 기타 염증 과정은 임상적으로 제외하였다.Patients with ≥50 mL / min / 1.73 m 2 of eGFR calculated using the Modification of Dienes in Renal Disease equation for more than 10 years after renal transplantation were defined as LGS. All LGS patients previously had no rejection, proteinuria, or de novo donor-specific antibodies (DSA). CAMR was diagnosed as a renal allograft biopsy according to the Banff 2013 classification. Systemic infection, allograft infection and other inflammatory processes were excluded clinically.

3. LC-MS 분석에서 소변 엑소좀 분리3. Isolation of urine exosomes from LC-MS analysis

22명의 STA와 25명의 TCMR 환자/ 33명의 LGS와 9명의 CAMR 환자의 소변을 먼저 3,000g로 15분 동안 4℃에서 원심 분리한 다음 17,000g로 15분 동안 4℃에서 원심 분리하여 세포와 세포 파편을 제거하였다. 그 후 상등액을 200,000xg로 2시간 동안 4℃에서 원심분리하였다. 각 튜브의 펠렛을 50μl 분리 용액(250 mM sucrose/10 mM triethanolamine/0.5 mM PMSF/1 μM leupeptin )에 재현탁하고, 탐-호스펄 단백질(Tamm-Horsfall protein, THP)에서 조나 펠루시다 도메인(zona pellucia domains)을 변성시켜 응집을 억제하고, THP가 상등액에서 제거될 수 있도록 60mg/ml DTT와 함께 60℃에서 10분간 배양하였다. 크루드 엑소좀(Crude exosome)을 PBS로 200,000xg, 2시간 동안 4℃에서 원심분리하여 세척하고, RIPA 버퍼에 재현탁하였다.Urine from 22 STAs, 25 TCMR patients, 33 LGS and 9 CAMR patients was first centrifuged at 3,000 g for 15 minutes at 4 ° C and centrifuged at 17,000 g for 15 minutes at 4 ° C to remove cells and cell debris . The supernatant was then centrifuged at 200,000 xg for 2 hours at 4 ° C. The pellet of each tube was resuspended in 50 μl of the isolation solution (250 mM sucrose / 10 mM triethanolamine / 0.5 mM PMSF / 1 μM leupeptin) and the zona pellucidase domain (zona) in Tam-Horsfall protein pellucia domains were denatured to inhibit aggregation and incubated at 60 ° C for 10 minutes with 60 mg / ml DTT so that THP could be removed from the supernatant. Crude exosomes were washed by centrifugation at 200,000 xg for 2 hours at 4 ° C in PBS and resuspended in RIPA buffer.

4. Western blot 분석을 위한 소변 엑소좀 분리4. Isolation of urine exosomes for Western blot analysis

500μl 소변 샘플의 엑소좀을 Amicon Ultra-15 (MWCO: 100kDa, Millipore)를 사용하여 4℃에서 14,000g로 10분 동안 원심 분리하여 농축시켰다.The exosomes of the 500 μl urine samples were concentrated by centrifugation at 14,000 g at 4 ° C for 10 minutes using Amicon Ultra-15 (MWCO: 100 kDa, Millipore).

농축된 소변을 회수하기 위해 필터 장치를 깨끗한 원심 튜브에 옮겨 놓고 4 ℃에서 1,000g로 2분 동안 원심 분리하였다.To collect the concentrated urine, the filter device was transferred to a clean centrifuge tube and centrifuged at 1,000 g for 2 minutes at 4 ° C.

5. LC-MS 샘플 준비5. LC-MS sample preparation

분리된 소변 엑소좀 단백질을 100mM의 트리에틸암모늄 바이카보네이트 (triethylammonium bicarbonate(TEABC), pH 8.0) 완충액 중 2% SDS 및 6M 우레아(Urea), 5 mM EDTA에 재현탁시켰다. 단백질을 60℃에서 20분 동안 10mM DTT로 화학적으로 변성시키고 25℃에서 20분 동안 50mM 요오도아세트아미드(iodoacetamide)로 알킬화시켰다. 알킬화한 단백질 용액을 아크릴아마이드/비스아크릴아마이드(acrylamide/bisacrylamide) 용액 [30% (v/v), 29:1], 10% (w/v) 과산화황산암모늄(ammonium persulfate) 및 테트라메틸에틸렌디아민(tetramethylethylenediamine)과 혼합하였다. 겔을 작은 조각으로 절단하고 50% 아세토니트릴(acetonitrile, ACN)을 함유하는 25mM TEABC로 3회 세척하였다. 단백질 분해 소화(Proteolytic digestion)는 25mM TEABC의 트립신(단백질:트립신 = 50:1, w/w)을 이용하여 37℃에서 밤새 수행하였다. 소화된 펩티드는 25mM TEABC 중 0.1% 포름산(Formic acid, FA) 또는 50% ACN 중 0.1% FA로 이루어진 2개의 완충액으로 교환하여 겔로부터 추출하였다. 용리액을 SpeedVac에서 농축하고 HLB 카트리지(Waters, Milford, MA, USA)를 사용하여 탈염시켰다.The isolated urine exosomal protein was resuspended in 2 mM SDS and 6 M Urea, 5 mM EDTA in 100 mM triethylammonium bicarbonate (TEABC), pH 8.0 buffer. Protein was chemically denatured with 10 mM DTT for 20 min at 60 [deg.] C and alkylated with 50 mM iodoacetamide at 25 [deg.] C for 20 min. The alkylated protein solution was dissolved in an acrylamide / bisacrylamide solution (30% v / v, 29: 1), 10% (w / v) ammonium persulfate and tetramethylethylenediamine (tetramethylethylenediamine). The gel was cut into small pieces and washed three times with 25 mM TEABC containing 50% acetonitrile (ACN). Proteolytic digestion was carried out overnight at 37 ° C using 25 mM TEABC trypsin (protein: trypsin = 50: 1, w / w). Digested peptides were extracted from the gel by exchange with two buffers consisting of 0.1% formic acid (FA) in 25 mM TEABC or 0.1% FA in 50% ACN. The eluate was concentrated on a SpeedVac and desalted using an HLB cartridge (Waters, Milford, MA, USA).

6. LC-MS 분석6. LC-MS analysis

생성된 펩타이드 1μg을 nano-UPLC(Waters, Manchester, UK) 및 Q-Tof Premier (Waters)를 사용하는 탠덤 질량 분석(tandem mass spectrometry)으로 분석하였다. 펩타이드를 2cm × 180μm 트랩 컬럼(trap column)에 주입하고 LC 시스템을 사용하여 25cm × 75μm nanoACQUITY C18 컬럼 (Waters)으로 분석 하였다. 이동상(Mobile phase) A는 0.1% FA를 함유한 물로 구성되었으며, 이동상 B는 0.1% FA가 포함된 ACN로 구성되었다. 펩타이드는 300 nL/min 유속에서 160 분에 걸쳐 3% 내지 45% 이동상 B의 구배로 분석되었다. 이 방법은 full sequential MS scan(m/z 150~1,600, 0.6초) 및 전체 스캔 질량 스펙트럼(full-scan mass spectrum)에 존재하는 5 가지 가장 강렬한 이온에 대한 5번의 MS/MS 스캔(m/z 100~1,990, 0.6s/san)을 포함한다.1 [mu] g of the resulting peptide was analyzed by tandem mass spectrometry using nano-UPLC (Waters, Manchester, UK) and Q-Tof Premier (Waters). The peptides were injected into a 2 cm x 180 mu m trap column and analyzed with a 25 cm x 75 mu m nanoACQUITY C18 column (Waters) using an LC system. Mobile phase A consisted of water containing 0.1% FA and mobile phase B consisted of ACN with 0.1% FA. The peptides were analyzed with a gradient of 3% to 45% mobile phase B over 160 minutes at a flow rate of 300 nL / min. This method was applied to five MS / MS scans (m / z) for the five most intense ions present in the full sequential MS scan (m / z 150-1,600, 0.6 sec) and the full scan mass spectrum 100 to 1,990, 0.6 s / sec).

7. 단백질 확인 및 정량화7. Identification and quantification of proteins

단백질 확인을 위해, MS raw data를 MASCOT Distiller version 2.1(Matrix Science, London, UK)를 사용하여 피크 리스트로 변환하였다. 모든 MS/MS raw data는 MASCOT version 2.2.1(Matrix Science)를 사용하여 분석하였다. MASCOT는 IPI(International Protein Index) 인간 데이터베이스 버전 3.78(86,392 항목)에 대해 검색하도록 설정되었다. MASCOT에 대한 데이터베이스 검색은 0.5Da 단편 이온 질량 허용오차(tolerance) 및 0.2 Da의 어미 이온(parent ion) 허용오차를 가지고 수행되었다. 트립신 소화에 대해 2회 손실된 절단(missed cleavage)이 허용되었다. 시스테인 카바미도메틸화(Cysteine carbamidomethylation)와 메티오닌 산화(methionine oxidation)는 다양한 변형으로 간주되었다. 단백질 확인의 거짓-발견률(false-discovery rate, FDR)을 평가하기 위해, MASCOT에 의해 생성된 무작위 유인(decoy) 데이터베이스에 대한 동일한 검색 매개 변수(identical search parameters) 및 유효성 확인 기준을 사용하여 분석을 반복하였다. MASCOT 이온 점수가 P>0.05.인 경우 펩타이드 신원(identitie)이 지정되었다. 2개 이상의 펩타이드를 가진 단백질의 신원은 확실하게 확인되었다. PEAKS 7(Bioinformatics Solutions Inc., Waterloo, Canada)를 3중으로 사용하여 라벨 없는 단백질 정량을 수행하였다. 이온크로마토그래피 추출을 사용하여 펩타이드 존재량을 결정하였고, 단백질 비율은 대응하는 펩타이드 중 평균 존재량을 사용하여 계산하였다. 단백질 비율은 확인된 단백질이 하나 이상의 독특한 펩타이드를 함유할 때 허용 가능한 것으로 간주되었다. For protein identification, MS raw data was converted to a peak list using MASCOT Distiller version 2.1 (Matrix Science, London, UK). All MS / MS raw data were analyzed using MASCOT version 2.2.1 (Matrix Science). MASCOT is configured to search for the IPI (International Protein Index) human database version 3.78 (86,392 entries). The database search for MASCOT was performed with a 0.5Da fragment ion mass tolerance and a parent ion tolerance of 0.2 Da. A missed cleavage was allowed for trypsin digestion. Cysteine carbamidomethylation and methionine oxidation were considered to be various variants. To evaluate the false-discovery rate (FDR) of protein identification, analysis using the same search parameters and validation criteria for a random decoy database generated by MASCOT . Peptide identities were assigned when the MASCOT ion score was P> 0.05. The identity of proteins with two or more peptides has been confirmed. Label-free protein quantification was performed using PEAKS 7 (Bioinformatics Solutions Inc., Waterloo, Canada) in triplicate. Ion chromatography extraction was used to determine the amount of peptide present, and the protein ratio was calculated using the average abundance among the corresponding peptides. Protein ratios were considered acceptable when the identified protein contained one or more unique peptides.

8. 후보 proteomic biomarker 검증8. Candidate proteomic biomarker validation

엑소좀 단백질(20μg)을 SDS-PAGE로 분리하고, 이를 니트로 셀룰로오스 막(nitrocellulose membrane)으로 옮긴 후, 각각의 1차 항체로 탐지하고(probed) HRP(horseradish peroxidase)가 결합된 2차 항체로 배양하였다. 블롯을 ECL(enhanced chemiluminescence) 검출 시약으로 시각화하고 ECL 하이퍼필름(hyperfilm)을 사용하여 정량화하였다. 밴드 볼륨은 적어도 3가지 상이한 실험에서 농도계(densitometry)에 의해 측정되었다.The exosomal protein (20 μg) was separated by SDS-PAGE, transferred to nitrocellulose membrane, probed with each primary antibody and incubated with secondary antibody conjugated with HRP (horseradish peroxidase) Respectively. The blot was visualized as ECL (enhanced chemiluminescence) detection reagent and quantitated using ECL hyperfilm. Band volume was measured by densitometry in at least three different experiments.

상기 1차 항체는 다음과 같다: 테트라스파닌-1(tetraspanin-1, TSPAN1, H00010103, 1:500; Abnova), 헤모펙신(hemopexin, HPX, ab124935, 1:500; Abcam), 다중면역글로불린수용체(polymeric immunoglobulin receptor, PIGR, ab91269, 1:500; Abcam), 트랜스티레틴(transthyretin, TTR, ab75815, 1:400; abcam), 아포지질단백질 A-I(apolipoprotein A-I, APOA1, ab52945, 1:500; Abcam), 아연-알파-2당단백(zinc-alpha-2-lycoprotein, AZGP1, ab117275, 1:500; abcam), 세루로플라스민(ceruloplasmin, CP, ab48614, 1:500; abcam) 및 렉틴 갈락토사이드 결합 가용성 3 결합 단백질(lectin galactoside-binding soluble 3 binding protein, LGALS3BP, ab123921, 1:500; Abcam).The primary antibodies are as follows: tetraspanin-1 (TSPAN1, H00010103, 1: 500; Abnova), hemopexin (HPX, ab124935, 1: 500; Abcam), multiple immunoglobulin receptor (TAC, ab75815, 1: 400, abcam), apolipoprotein AI (APOA1, ab52945, 1: 500, Abcam), transthyretin Alpha-2-lycoprotein, AZGP1, ab117275, 1: 500; abcam), ceruloplasmin (CP, ab48614, 1: 500; abcam), and lectin galactoside Lectin galactoside-binding soluble 3 binding protein, LGALS3BP, ab123921, 1: 500; Abcam).

9. 기능성 단백질 연관 네트워크 분석9. Functional Protein Associated Network Analysis

단백질-단백질 상호작용은 물리적 및 기능적 연관성을 기반으로 한 공지 및 예측된 단백질 상호작용의 검색 도구인 Interacting Genes/Proteins (STRING) database v10.5 (http://www.string-db.org/)의 검색을 위한 검색 도구를 이용하여 예측하였다. 확인된 후보 proteomic biomarker를 분석에 사용하였다. Protein-protein interactions can be detected using the Interacting Genes / Proteins (STRING) database v10.5 ( http://www.string-db.org/) , a search tool for known and predicted protein interactions based on physical and functional associations . Using a search tool. Identified candidate proteomic biomarkers were used for the analysis.

검색 매개 변수의 경우, 활성 예측 방법은 여러개의 데이터베이스에서 수집된 단백질 상호작용 데이터 집합의 목록을 보여주는 실험으로 설정되었다; 요구되는 신뢰도 점수는 0.4(중간 신뢰도)로 설정하였고; 표시되는 상호작용자(interators)의 수는 50개 이하로 설정되었다. 유기체는 인간으로 설정하였다. 네트워크 뷰(view)는 노드를 자유롭게 이동시킬 수 있는 상호적인 모드로 표시하였고 네트워크의 이미지는 선 두께가 데이터가 뒷받침하는 강도를 나타내는 신뢰도 설정으로 내보내졌다. For the search parameters, the active prediction method was set up as an experiment showing a list of protein interaction data sets collected from several databases; The required confidence score was set to 0.4 (medium confidence); The number of displayed interac- tors was set to 50 or less. The organism was set as human. The network view is represented by a mutual mode that allows the node to move freely, and images of the network are exported with a confidence setting that represents the strength that the line thickness is supported by the data.

10. 통계 분석10. Statistical Analysis

데이터는 평균값 ± 표준 편차(standard deviation), 중간 값(사분 범위(interquartile range)), 또는 변수의 특성화 분포에 따른 수와 백분율(%)로 요약되었다. 스튜던트 t-테스트(Student's t-test) 또는 만-위트니 유 검증(Mann-Whitney U test)을 사용하여 연속 변수간의 차이를 평가하였다.Data were summarized as mean ± standard deviation, median (interquartile range), or number and percentage (%) according to the characterization distribution of variables. Student's t-test or Mann-Whitney U test was used to assess differences between successive variables.

범주형(categorical) 변수를 비교하기 위해 Pearson chi-square tests를 적용하였다. STA와 급성 TCMR을 구별하기 위한 TSPAN1과 HPX의 잠재력을 평가하기 위해 ROC(Receiver Operating Characteristic) 분석을 수행하였다. 성능은 AUC(area under the curve)로 평가하였다. 통계 분석은 Windows용 SPSS 20.0(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)을 사용하여 수행하였다. 모든 P 값은 양측 꼬리표였고(two-tailed), P<0.05는 통계적으로 유의하다고 간주되었다.Pearson chi-square tests were applied to compare categorical variables. Receiver Operating Characteristic (ROC) analysis was performed to evaluate the potential of TSPAN1 and HPX to distinguish between STA and acute TCMR. Performance was evaluated by area under the curve (AUC). Statistical analysis was performed using SPSS 20.0 for Windows (SPSS Inc, Chicago, IL, USA). All P values were two-tailed and P <0.05 was considered statistically significant.

<실험 결과><Experimental Results>

1. STA 및 TCMR 환자 특성1. STA and TCMR Patient Characteristics

표 1은 등록된 KTR의 기본 인구 통계학(baseline demographic characteristics)의 특성을 기술한다(22명의 STA 및 25명의 급성 TCMR). Table 1 describes the characteristics of the baseline demographic characteristics of registered KTRs (22 STAs and 25 acute TCMRs).

혈청 크레아티닌 수치와 eGFR을 포함하여, 생검 당시 SAT와 TCMR 사이의 동종이식 기능(1.13 ± 0.35 mg/dL vs. 2.92 ± 1.90 mg/dL, P<0.001, and 74.9 ± 24.2 ml/min/1.73 m2 vs. 32.9 ± 18.9 ml/min/1.73 m2, P<0.001, 각각) 및 KT 이후 기간에 유의한 차이가 있었다[STA vs TCMR:85.5(16.0-175.0) day vs. 259-0 (84.0-696.0) days, P=0.001]. 그러나 성별, 나이, 두 그룹간의 HLA 미스매치(mismatches)의 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 기증자의 나이는 비슷했고, 살아있는 공여자(donor)는 급성 TCMR보다 STA에서 더 많이 나타났다(77.3% vs. 44.0%, P=0.02).(1.13 ± 0.35 mg / dL vs. 2.92 ± 1.90 mg / dL, P <0.001, and 74.9 ± 24.2 ml / min / 1.73 m2 vs. TCMR at the time of biopsy, including serum creatinine levels and eGFR ( P <0.001, respectively) and there was a significant difference in the period after KT [STA vs TCMR: 85.5 (16.0-175.0) day vs. 32.9 ± 18.9 ml / min / 1.73 m2, P <0.001, respectively). 259-0 (84.0-696.0) days, P = 0.001]. However, there were no significant differences in sex, age, and HLA mismatches between the two groups. The donor age was similar, and live donors were more common in STA than in acute TCMR (77.3% vs. 44.0%, P = 0.02).

연구대상자 기초 정보Basic information of study subjects 임상적 특징Clinical features 안정적인 신기능 정상군(STA)Stable renal function normal (STA) 급성 T 세포 매개 거부반응군(TCMR)Acute T-cell mediated rejection (TCMR) 유의수준 PSignificance level P value 환자수Number of patients 2222 2525   평균 나이 (년)Average age (years) 44.2 ± 13.644.2 ± 13.6 47.2 ± 11.847.2 ± 11.8 0.1770.177 성별 (남성 %)Gender (Male%) 12 (54.5)12 (54.5) 16 (64.0)16 (64.0) 0.5100.510 신이식 후 기간 (일)After transplantation (days) 85.5 (16.0, 175.0)85.5 (16.0, 175.0) 259.0 (84.0, 696.0)259.0 (84.0, 696.0) 0.0010.001 혈청크레아티닌 (mg/dL) Serum creatinine (mg / dL) 1.13 ± 0.351.13 + 0.35 2.92 ± 1.902.92 ± 1.90 <0.001<0.001 사구체 여과율 (ml/min/1.73 m2)Glomerular filtration rate (ml / min / 1.73 m 2 ) 74.9 ± 24.274.9 ± 24.2 32.9 ± 18.932.9 ± 18.9 <0.001<0.001 HLA 불일치 수HLA mismatches 3.6 ± 1.73.6 ± 1.7 3.5 ± 1.53.5 ± 1.5 0.8120.812 기증자 나이 (년)Donor age (years) 46.9 ± 11.346.9 ± 11.3 44.8 ± 16.944.8 ± 16.9 0.6230.623 기증자 성별 (남성, %)Donor gender (male,%) 11 (50.0)11 (50.0) 16 (66.7)16 (66.7) 0.5100.510 생체 기증자 비율 (%) Biological Donor Ratio (%) 17 (77.3)17 (77.3) 11 (44.0)11 (44.0) 0.0200.020

2. STA 및 TCMR proteomic biomarkers의 확인 및 선별2. Identification and selection of STA and TCMR proteomic biomarkers

축적된 소변에서 엑소좀 단백질을 확인하기 위해 nano-UPLC-MS/MS로 proteomic 분석을 수행하였다. 전체 엑소좀 단백질 풀(pool)은 IPI 인간 서열 데이터 베이스에서 MASCOT를 이용하여 평가하였다. 오류율이 5% 미만인 높은 신뢰도의 펩타이드 서열을 사용하여 STA 및 급성 TCMR의 소변 엑소좀에서 각각 138 및 100개의 단백질을 동정하였다. 그 중 69개 단백질이 STA와 급성 TCMR에 공통적으로 나타났다. 일반적인 단백질을 제외하고, 69개의 단백질이 STA에서 확인되었고, 31개의 단백질이 급성 TCMR에서만 확인되었다. 각 그룹에서 공통적으로 확인된 단백질의 비율을 확인하기 위해 상대값으로 표현된 표준화된 이온 강도(normalized ion intensity)의 합을 사용하여 단백질 정량을 수행하였다. 정량 분석 결과는 STA에서 상향 조절된 46개의 단백질과 급성 TCMR에서 상향 조절된 17개의 단백질을 보여주는 heatmap으로 도 1에 나타내었다. 이러한 단백질들은 하기 표 2에 두 그룹 사이의 샘플 프로파일 비율과 함께 나열하였다.Proteomic analysis was performed with nano-UPLC-MS / MS to identify exosomal proteins in accumulated urine. The entire exosome protein pool was assessed using MASCOT in the IPI human sequence database. 138 and 100 proteins were identified in urine exosomes of STA and acute TCMR, respectively, using high confidence peptide sequences with an error rate of less than 5%. Of these, 69 proteins were common to STA and acute TCMR. Excepting general proteins, 69 proteins were identified in STA, and 31 proteins were identified only in acute TCMR. Protein quantification was performed using the sum of normalized ion intensities, expressed as relative values, to identify the proportion of proteins commonly identified in each group. The quantitative analysis results are shown in Figure 1 as a heatmap showing 46 proteins up-regulated in STA and 17 proteins up-regulated in acute TCMR. These proteins are listed in Table 2 below, with sample profile ratios between the two groups.

STA군과 TCMR군간 차이를 보이는 단백질 목록(63종)Protein lists showing differences between STA group and TCMR group (63 species)
등록번호

Registration Number
유의성
(-10lgP)
valence
(-10lg P )
안정 신기능 정상군 면적Stable Renal Function Normal Area 급성 T 세포 매개 거부반응군 면적Acute T-cell mediated rejection group area 샘플 프로파일(비)Sample Profile (Non) 설명Explanation
IPI00021841IPI00021841 11.1211.12 00 6.28E+026.28E + 02 0:1.000: 1.00 APOA1, Apolipoprotein A1APOA1, Apolipoprotein A1 IPI00783987IPI00783987 11.0411.04 00 3.90E+023.90E + 02 0:1.000: 1.00 C3, Complement C3 (Fragment)C3, Complement C3 (Fragment) IPI00247063IPI00247063 10.9110.91 1.03E+031.03E + 03 00 1.00:01.00: 0 NEP, NeprilysinNEP, Neprilysin IPI00022488IPI00022488 10.8810.88 00 1.16E+031.16E + 03 0:1.000: 1.00 HPX, HemopexinHPX, Hemopexin IPI00004573IPI00004573 10.8810.88 00 1.29E+031.29E + 03 0:1.000: 1.00 PIGR, Polymeric immunoglobulin receptorPIGR, Polymeric immunoglobulin receptor IPI00925712IPI00925712 10.810.8 8.36E+028.36E + 02 00 1.00:01.00: 0 PROM1, Isoform 6 of Prominin-1PROM1, Isoform 6 of Prominin-1 IPI00024292IPI00024292 10.6810.68 9.91E+029.91E + 02 00 1.00:01.00: 0 LRP2, Low-density lipoprotein receptor-related protein 2LRP2, low-density lipoprotein receptor-related protein 2 IPI00845263IPI00845263 10.4310.43 2.75E+022.75E + 02 00 1.00:01.00: 0 FN1, fibronectin isoform 4 preproproteinFN1, fibronectin isoform 4 preproprotein IPI00014055IPI00014055 10.2810.28 1.65E+031.65E + 03 00 1.00:01.00: 0 NAPSA, Napsin-ANAPSA, Napsin-A IPI00023673IPI00023673 10.2610.26 3.66E+033.66E + 03 00 1.00:01.00: 0 LGALS3BP, Lectin galactoside-binding soluble 3 binding proteinLGALS3BP, Lectin galactoside-binding soluble 3-binding protein IPI00221224IPI00221224 10.2510.25 1.72E+031.72E + 03 00 1.00:01.00: 0 ANPEP, Aminopeptidase NANPEP, Aminopeptidase N IPI00304273IPI00304273 10.2410.24 00 9.73E+019.73E + 01 0:1.000: 1.00 APOA4, Apolipoprotein A-IVAPOA4, Apolipoprotein A-IV IPI00215997IPI00215997 10.1410.14 1.46E+031.46E + 03 00 1.00:01.00: 0 CD9, CD9 antigenCD9, CD9 antigen IPI01009677IPI01009677 10.1210.12 2.18E+022.18E + 02 00 1.00:01.00: 0 ABCB1 ABCB1 IPI00009865IPI00009865 9.979.97 00 1.22E+031.22E + 03 0:1.000: 1.00 KRT10, Keratin type I cytoskeletal 10KRT10, Keratin type I cytoskeletal 10 IPI00947307IPI00947307 9.979.97 00 3.15E+023.15E + 02 0:1.000: 1.00 CP, cDNA FLJ58075 highly similar to CeruloplasminCP, cDNA FLJ58075 highly similar to Ceruloplasmin IPI00847635IPI00847635 9.949.94 4.68E+024.68E + 02 00 1.00:01.00: 0 SERPINA3, Isoform 1 of Alpha-1-antichymotrypsinSERPINA3, Isoform 1 of Alpha-1-antichymotrypsin IPI01010887IPI01010887 9.799.79 7.45E+027.45E + 02 00 1.00:01.00: 0 STOM, cDNA FLJ52062 highly similar to Erythrocyte band 7 integral membrane proteinSTOM, cDNA FLJ52062 highly similar to Erythrocyte band 7 integral membrane protein IPI00014375IPI00014375 9.779.77 4.52E+024.52E + 02 00 1.00:01.00: 0 ENPEP, Glutamyl aminopeptidaseENPEP, Glutamyl aminopeptidase IPI00844536IPI00844536 9.629.62 00 6.85E+026.85E + 02 0:1.000: 1.00 RBP4 RBP4 IPI00400826IPI00400826 9.619.61 1.42E+031.42E + 03 00 1.00:01.00: 0 CLU, Isoform 2 of ClusterinCLU, Isoform 2 of Clusterin IPI00022426IPI00022426 9.369.36 1.32E+031.32E + 03 00 1.00:01.00: 0 AMBP AMBP IPI00914893IPI00914893 9.249.24 6.44E+026.44E + 02 00 1.00:01.00: 0 SLC12A1, Isoform F of Solute carrier family 12 member 1SLC12A1, Isoform F of Solute carrier family 12 member 1 IPI00019359IPI00019359 8.868.86 00 6.13E+026.13E + 02 0:1.000: 1.00 KRT9, Keratin type I cytoskeletal 9KRT9, Keratin type I cytoskeletal 9 IPI00924574IPI00924574 8.668.66 1.45E+031.45E + 03 00 1.00:01.00: 0 APOD APOD IPI00299086IPI00299086 8.578.57 2.11E+032.11E + 03 00 1.00:01.00: 0 SDCBP, Isoform 1 of Syntenin-1SDCBP, Isoform 1 of Syntenin-1 IPI00843975IPI00843975 8.518.51 3.74E+023.74E + 02 00 1.00:01.00: 0 EZR, EzrinEZR, Ezrin IPI00007221IPI00007221 8.378.37 3.25E+023.25E + 02 00 1.00:01.00: 0 SERPINA5, Plasma serine protease inhibitorSERPINA5, Plasma serine protease inhibitor IPI00796919IPI00796919 8.368.36 2.84E+022.84E + 02 00 1.00:01.00: 0 GLB1, Beta-galactosidaseGLB1, Beta-galactosidase IPI00022974IPI00022974 8.368.36 7.90E+027.90E + 02 00 1.00:01.00: 0 PIP, Prolactin-inducible proteinPIP, Prolactin-inducible protein IPI00479018IPI00479018 8.318.31 7.59E+027.59E + 02 00 1.00:01.00: 0 SDCBP, Isoform 2 of Syntenin-1SDCBP, Isoform 2 of Syntenin-1 IPI00918002IPI00918002 8.248.24 7.08E+027.08E + 02 00 1.00:01.00: 0 MUC5B, Mucin 5AC oligomeric mucus/gel-formingMUC5B, Mucin 5AC oligomeric mucus / gel-forming IPI00018901IPI00018901 8.248.24 5.37E+025.37E + 02 00 1.00:01.00: 0 GGT1, Glutathione hydrolase 1 proenzymeGGT1, Glutathione hydrolase 1 proenzyme IPI00022624IPI00022624 8.198.19 1.07E+031.07E + 03 00 1.00:01.00: 0 GPRC5A, Retinoic acid-induced protein 3GPRC5A, Retinoic acid-induced protein 3 IPI00219018IPI00219018 8.068.06 4.39E+024.39E + 02 00 1.00:01.00: 0 GAPDH, Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseGAPDH, Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase IPI00246058IPI00246058 7.947.94 3.40E+023.40E + 02 9.08E+019.08E + 01 1.00:0.271.00: 0.27 PDCD6IP, Programmed cell death 6-interacting proteinPDCD6IP, Programmed cell death 6-interacting protein IPI00909703IPI00909703 7.817.81 3.20E+023.20E + 02 8.58E+018.58E + 01 1.00:0.271.00: 0.27 ANXA11ANXA11 IPI00166729IPI00166729 7.717.71 6.57E+026.57E + 02 9.87E+019.87E + 01 1.00:0.151.00: 0.15 AZGP1, Zinc-alpha-2-glycoproteinAZGP1, Zinc-alpha-2-glycoprotein IPI00922787IPI00922787 7.397.39 1.82E+021.82E + 02 6.18E+016.18E + 01 1.00:0.341.00: 0.34 BROX, cDNA FLJ78829BROX, cDNA FLJ78829 IPI00980890IPI00980890 7.327.32 8.40E+028.40E + 02 3.32E+023.32E + 02 1.00:0.401.00: 0.40 LAMP2, cDNA FLJ58780 LAMP2, cDNA FLJ58780 IPI01021535IPI01021535 7.257.25 3.54E+023.54E + 02 5.75E+015.75E + 01 1.00:0.161.00: 0.16 SLC44A4, Choline transporter-like protein 4 isoform 3SLC44A4, Choline transporter-like protein 4 isoform 3 IPI00943265IPI00943265 7.17.1 6.73E+016.73E + 01 3.58E+023.58E + 02 1.00:5.321.00: 5.32 IGKV4-1, Similar to Ig kappa chain V-IV region precursorIGKV4-1, Similar to Ig kappa chain V-IV region precursor IPI00013446IPI00013446 6.356.35 8.78E+028.78E + 02 3.83E+023.83E + 02 1.00:0.441.00: 0.44 PSCA, Prostate stem cell antigenPSCA, Prostate stem cell antigen IPI00553177IPI00553177 6.296.29 1.80E+021.80E + 02 8.32E+028.32E + 02 1.00:4.631.00: 4.63 SERPINA1, Alpha-1-antitrypsinSERPINA1, Alpha-1-antitrypsin IPI00022463IPI00022463 6.266.26 7.85E+027.85E + 02 1.87E+031.87E + 03 1.00:2.381.00: 2.38 TF, SerotransferrinTF, Serotransferrin IPI00220327IPI00220327 6.266.26 4.04E+024.04E + 02 1.21E+031.21E + 03 1.00:3.011.00: 3.01 KRT1, Keratin type II cytoskeletal 1KRT1, Keratin type II cytoskeletal 1 IPI00030936IPI00030936 5.925.92 1.55E+031.55E + 03 3.68E+023.68E + 02 1.00:0.241.00: 0.24 TSPAN1, Tetraspanin-1TSPAN1, tetraspanin-1 IPI00646907IPI00646907 5.725.72 1.54E+021.54E + 02 00 1.00:01.00: 0 SLC12A3, Isoform 2 of Solute carrier family 12 member 3SLC12A3, Isoform 2 of Solute carrier family 12 member 3 IPI00418169IPI00418169 5.75.7 1.42E+021.42E + 02 00 1.00:01.00: 0 ANXA2, Isoform 2 of Annexin A2ANXA2, Isoform 2 of Annexin A2 IPI00884105IPI00884105 5.615.61 2.63E+022.63E + 02 00 1.00:01.00: 0 LAMP1, Lysosome-associated membrane glycoprotein 1LAMP1, Lysosome-associated membrane glycoprotein 1 IPI00003765IPI00003765 5.585.58 1.11E+021.11E + 02 00 1.00:01.00: 0 CAPN7, Calpain-7CAPN7, Calpain-7 IPI00946636IPI00946636 5.545.54 1.40E+021.40E + 02 00 1.00:01.00: 0 ATP6V1A, cDNA FLJ51804 ATP6V1A, cDNA FLJ51804 IPI00020091IPI00020091 5.525.52 00 1.12E+021.12E + 02 0:1.000: 1.00 ORM2, Alpha-1-acid glycoprotein 2ORM2, Alpha-1-acid glycoprotein 2 IPI00940393IPI00940393 5.515.51 3.85E+023.85E + 02 00 1.00:01.00: 0 EEF1A1EEF1A1 IPI00013179IPI00013179 5.495.49 7.22E+027.22E + 02 00 1.00:01.00: 0 PTGDS, Prostaglandin-H2 D-isomerasePTGDS, Prostaglandin-H2 D-isomerase IPI00160130IPI00160130 5.435.43 7.75E+007.75E + 00 00 1.00:01.00: 0 CUBN, CubilinCUBN, Cubilin IPI00217232IPI00217232 5.425.42 00 3.40E+023.40E + 02 0:1.000: 1.00 SUCLA2, Isoform 2 of Succinyl-CoA ligase [ADP-forming] subunit beta mitochondrialSUCLA2, Isoform 2 of Succinyl-CoA ligase [ADP-forming] subunit beta mitochondrial IPI00294713IPI00294713 5.45.4 8.29E+028.29E + 02 00 1.00:01.00: 0 MASP2, Isoform 1 of Mannan-binding lectin serine protease 2MASP2, Isoform 1 of Mannan-binding lectin serine protease 2 IPI00930226IPI00930226 5.395.39 00 2.86E+022.86E + 02 0:1.000: 1.00 ACTG1, cDNA FLJ57283 ACTG1, cDNA FLJ57283 IPI00414684IPI00414684 5.385.38 2.71E+022.71E + 02 00 1.00:01.00: 0 SEMG1, Isoform 2 of Semenogelin-1SEMG1, Isoform 2 of Semenogelin-1 IPI00037070IPI00037070 5.375.37 2.88E+022.88E + 02 00 1.00:01.00: 0 HSPA8 HSPA8 IPI00022371IPI00022371 5.315.31 00 5.59E+025.59E + 02 0:1.000: 1.00 HRG, Histidine-rich glycoproteinHRG, Histidine-rich glycoprotein IPI00299116IPI00299116 5.295.29 1.75E+031.75E + 03 00 1.00:01.00: 0 PODXL, Podocalyxin-like isoform 2 precursorPODXL, Podocalyxin-like isoform 2 precursor

3. 후보 STA 및 TCMR proteomic biomarker 검증3. Candidate STA and TCMR proteomic biomarker validation

각 그룹에서 특이적 엑소좀 단백질을 발견하기 위해 proteomic 분석을 기반으로 후보 단백질을 선택했다. 소변 엑소좀의 라벨 없는 LC-MS/MS를 사용한 단백질 정량화를 통해 총 63개의 단백질을 선별하였다. STA 또는 TCMR과 같은 한 그룹에서만 유의하게 상향 조절되고, ExoCarta 데이터베이스에서도 확인이 된 단백질 중 후보 biomarker를 선택하였다. 마지막으로 STA와 급성 TCMR의 차이가 예상되는 5가지 후보 단백질을 선정하였다. 확인된 단백질은 TSPAN1, HPX, PIGR, APOA1 및 LGALS3BP였다.We selected candidate proteins based on proteomic analysis to discover specific exosome proteins in each group. A total of 63 proteins were screened by protein quantification of urine exosomes using label-free LC-MS / MS. STA or TCMR, and selected candidate biomarkers among the identified proteins in the ExoCarta database. Finally, we selected five candidate proteins that are expected to differ between STA and acute TCMR. The identified proteins were TSPAN1, HPX, PIGR, APOA1 and LGALS3BP.

선택된 후보 바이오마커의 발현을 검증하기 위해, 개별적으로 모아진 소변의 웨스턴 블랏 분석을 수행하였다. TSPAN1과 HPX 발현 수준은 STA 환자에 비해 급성 TCMR 환자에서 유의하게 높았다(STA: 급성 TCMR 비율(1:1.81, P=0.009, 1:3.48, P=0.046, 도 2). 그러나 다른 후보 바이오마커인 PIGR(비율=1:1.27, P=0.50), APOA1(비율=1:1.35, P=0.54), 및 LGALS3BP(비율=1:0.96, P=0.91)은 별다른 차이를 보이지 않았다. To verify the expression of the selected candidate biomarkers, western blot analysis of the collected urine was performed. TSPAN1 and HPX expression levels were significantly higher in patients with acute TCMR than those in STA (STA: acute TCMR ratio (1: 1.81, P = 0.009, 1: 3.48, P = 0.046, PIGR (ratio = 1: 1.27, P = 0.50), APOA1 (ratio = 1: 1.35, P = 0.54), and LGALS3BP (ratio = 1: 0.96, P = 0.91).

이어서 ROC 분석을 통해 STA와 급성 TCMR을 구별할 수 있는 TSPAN1과 HPX의 잠재력을 평가하여 도 3에 나타내었다. 그 결과 AUC는 0.744였고, 민감도와 특이도는 각각 64.0%와 72.7%였다.The potential of TSPAN1 and HPX, which can distinguish STA from acute TCMR through ROC analysis, is then evaluated and shown in FIG. As a result, the AUC was 0.744, and the sensitivity and specificity were 64.0% and 72.7%, respectively.

4. 검증된 proteomic biomarkers의 기능적 상호작용 네트워크 분석4. Functional interaction network analysis of verified proteomic biomarkers

검증 후, STRING 데이터베이스를 이용하여 기능성 단백질-단백질 상호작용을 예측하였다. 2개의 검증된 단백질인 TSPAN1과 HPX를 상호작용 분석에 사용하고 실험적으로 유도된 상호작용을 사용하여 각각의 상호작용을 묘사하였다(도 4).After validation, the STRING database was used to predict functional protein-protein interactions. Two verified proteins, TSPAN1 and HPX, were used for interaction analysis and experimentally induced interactions were used to depict each interaction (Figure 4).

그 결과, TSPAN1 네트워크 맵에서 인테그린 알파(integrin alpha), 베타 서브유닛(beta subunits) 및 기타 트랜스멤브레인 4 슈퍼패밀리(transmembrane 4 superfamily) 단백질이 TSPAN1과 상호 작용하는 것을 보여주었다.As a result, integrin alpha, beta subunits, and other transmembrane 4 superfamily proteins interacted with TSPAN1 in the TSPAN1 network map.

더불어 HPX 네트워크 맵에서 알부민(albumin), 성장 인자, MMPs(matrix metalloproteinases) 및 TIMPs(metalloproteinases)의 조직 억제제가 HPX와 상호 작용하는 것을 보여주었다.In addition, HPX network maps showed that albumin, growth factors, matrix metalloproteinases (MMPs) and tissue inhibitors of TIMPs (metalloproteinases) interact with HPX.

5. LGS 및 CAMR 바이오 마커의 검증5. Verification of LGS and CAMR biomarkers

33명의 LGS 신장이식 환자 및 9명의 CAMR 환자의 소변 샘플 각각의 그룹에서 특정 엑소좀 단백질의 발견을 위해, 본 발명자는 프로테오믹스 분석을 기반으로 후보 단백질을 선택했다. 소변 엑소좀의 단백질 정량 분석에서 총 50개의 단백질이 검출되었다. 이중 ExoCarta 데이터베이스에서 각 그룹에서 현저히 상향 조절된 단백질과 확인된 엑소좀 단백질을 선택했다. 마지막으로, LGS와 CAMR 간에는 7개의 단백질 (APOA1, TSPAN1, TTR, PIGR, HPX, AZGP1 및 CP)이 서로 다른 발현 양상을 나타내는 것으로 확인되어 선택되었다(결과 미표시).For the discovery of specific exosome proteins in a group of 33 LGS kidney transplant patients and 9 urine samples of 9 CAMR patients, the inventors selected candidate proteins based on proteomic analysis. A total of 50 proteins were detected in protein quantification of urine exosomes. In the dual ExoCarta database, we selected proteins that were significantly up-regulated and identified exosome proteins in each group. Finally, seven proteins (APOA1, TSPAN1, TTR, PIGR, HPX, AZGP1 and CP) were selected between LGS and CAMR to be selected for different expression patterns (results not shown).

상기 LGS와 CAMR 간에 발현 차이를 나타낸 7종의 단백질의 발현을 검증하기 위하여 추가적으로 24명의 LGS 신장이식 환자 및 17명의 CAMR 환자에게서 수득한 소변 샘플을 웨스턴 블롯으로 분석하였다. 그 결과, 소변 엑소좀에서 TSPAN1의 발현 수준이 LGS:CAMR = 1:1.5 (p<0.0001)로 나타나 TSPAN1이 CAMR을 진단하기 위한 마커가 될 수 있음을 확인할 수 있었다(도 5).In order to verify the expression of seven proteins expressing the difference in expression between LGS and CAMR, urine samples obtained from 24 patients with LGS kidney transplantation and 17 patients with CAMR were analyzed by Western blotting. As a result, the level of expression of TSPAN1 in urine exoemia was LGS: CAMR = 1: 1.5 (p <0.0001), indicating that TSPAN1 could be a marker for diagnosing CAMR (FIG.

또한, ROC 분석을 통해 LGS와 CAMR을 구별할 수 있는 TSPAN1의 잠재력을 평가하여 도 6에 나타내었다. 그 결과 AUC는 0.882, 민감도 76.5% 및 특이도 83.3%로서 매우 높은 수준을 나타냄을 확인할 수 있었다. In addition, the potential of TSPAN1 to distinguish LGS from CAMR through ROC analysis is evaluated and shown in Fig. As a result, it was confirmed that AUC was 0.882, sensitivity was 76.5%, and specificity was 83.3%.

본 발명에서 제공하는 바이오마커인 TSPAN1은 신장이식 거부반응을 나타내는 환자에서 현저하게 증가하므로, TSPAN1의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 본원발명의 진단용 조성물 또는 TSPAN1 검출 방법을 통해 신장이식 거부반응 여부를 정확하고 신속하게 진단할 수 있어 산업상 이용가능성이 매우 우수하다.Since the biomarker TSPAN1 provided by the present invention is significantly increased in patients exhibiting a renal transplant rejection reaction, the diagnostic composition or the TSPAN1 detection method comprising the agent for measuring the expression level of TSPAN1 can be used to determine whether or not a kidney transplant rejection Can be diagnosed accurately and quickly, and thus the useability is very good in industry.

<110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation KYUNGPOOK NATIONAL UNIVERSITY HOSPITAL <120> Composition for diagnosing kidney allograft refection and method for detecting a diagnostic marker <130> NP18-0046 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1638 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Human tetraspanin 1 <400> 1 tcccggcctc agacacacac accagcagct acacctacac gctgaccatc acaggcacac 60 agaggcacat ccacctcaca tccacctcat acttgtgtac tctcagggtt cagtctttca 120 cctatccctc tctgatctgt gcctcccaat accttccaag atgtttacag agacccttct 180 ccctgtgcag ttaggagtgt aaggcaagag agcccctact tcatggggca gatcaagagc 240 tgagaccaaa gatggtctat gttgctgacc ttgtcctgtc ctcctgctgt cttaaactat 300 gatccctgct gcggtcactg aagcctttcc ctgtgagcag tggtgtgtga gagccaggcg 360 tccctctgcc tgcccactca gtggcaacac ccgggagctg ttttgtcctt tgtggagcct 420 cagcagttcc ctctttcaga actcactgcc aagagccctg aacaggagcc accatgcagt 480 gcttcagctt cattaagacc atgatgatcc tcttcaattt gctcatcttt ctgtgtggtg 540 cagccctgtt ggcagtgggc atctgggtgt caatcgatgg ggcatccttt ctgaagatct 600 tcgggccact gtcgtccagt gccatgcagt ttgtcaacgt gggctacttc ctcatcgcag 660 ccggcgttgt ggtctttgct cttggtttcc tgggctgcta tggtgctaag actgagagca 720 agtgtgccct cgtgacgttc ttcttcatcc tcctcctcat cttcattgct gaggttgcag 780 ctgctgtggt cgccttggtg tacaccacaa tggctgagca cttcctgacg ttgctggtag 840 tgcctgccat caagaaagat tatggttccc aggaagactt cactcaagtg tggaacacca 900 ccatgaaagg gctcaagtgc tgtggcttca ccaactatac ggattttgag gactcaccct 960 acttcaaaga gaacagtgcc tttcccccat tctgttgcaa tgacaacgtc accaacacag 1020 ccaatgaaac ctgcaccaag caaaaggctc acgaccaaaa agtagagggt tgcttcaatc 1080 agcttttgta tgacatccga actaatgcag tcaccgtggg tggtgtggca gctggaattg 1140 ggggcctcga gctggctgcc atgattgtgt ccatgtatct gtactgcaat ctacaataag 1200 tccacttctg cctctgccac tactgctgcc acatgggaac tgtgaagagg caccctggca 1260 agcagcagtg attgggggag gggacaggat ctaacaatgt cacttgggcc agaatggacc 1320 tgccctttct gctccagact tggggctaga tagggaccac tccttttagg cgatgcctga 1380 ctttccttcc attggtgggt ggatgggtgg ggggcattcc agagcctcta aggtagccag 1440 ttctgttgcc cattccccca gtctattaaa cccttgatat gccccctagg cctagtggtg 1500 atcccagtgc tctactgggg gatgagagaa aggcatttta tagcctgggc ataagtgaaa 1560 tcagcagagc ctctgggtgg atgtgtagaa ggcacttcaa aatgcataaa cctgttacaa 1620 tgttgccaaa aaaaaaaa 1638 <210> 2 <211> 241 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Human tetraspanin 1 <400> 2 Met Gln Cys Phe Ser Phe Ile Lys Thr Met Met Ile Leu Phe Asn Leu 1 5 10 15 Leu Ile Phe Leu Cys Gly Ala Ala Leu Leu Ala Val Gly Ile Trp Val 20 25 30 Ser Ile Asp Gly Ala Ser Phe Leu Lys Ile Phe Gly Pro Leu Ser Ser 35 40 45 Ser Ala Met Gln Phe Val Asn Val Gly Tyr Phe Leu Ile Ala Ala Gly 50 55 60 Val Val Val Phe Ala Leu Gly Phe Leu Gly Cys Tyr Gly Ala Lys Thr 65 70 75 80 Glu Ser Lys Cys Ala Leu Val Thr Phe Phe Phe Ile Leu Leu Leu Ile 85 90 95 Phe Ile Ala Glu Val Ala Ala Ala Val Val Ala Leu Val Tyr Thr Thr 100 105 110 Met Ala Glu His Phe Leu Thr Leu Leu Val Val Pro Ala Ile Lys Lys 115 120 125 Asp Tyr Gly Ser Gln Glu Asp Phe Thr Gln Val Trp Asn Thr Thr Met 130 135 140 Lys Gly Leu Lys Cys Cys Gly Phe Thr Asn Tyr Thr Asp Phe Glu Asp 145 150 155 160 Ser Pro Tyr Phe Lys Glu Asn Ser Ala Phe Pro Pro Phe Cys Cys Asn 165 170 175 Asp Asn Val Thr Asn Thr Ala Asn Glu Thr Cys Thr Lys Gln Lys Ala 180 185 190 His Asp Gln Lys Val Glu Gly Cys Phe Asn Gln Leu Leu Tyr Asp Ile 195 200 205 Arg Thr Asn Ala Val Thr Val Gly Gly Val Ala Ala Gly Ile Gly Gly 210 215 220 Leu Glu Leu Ala Ala Met Ile Val Ser Met Tyr Leu Tyr Cys Asn Leu 225 230 235 240 Gln <110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation          KYUNGPOOK NATIONAL UNIVERSITY HOSPITAL <120> Composition for diagnosing kidney allograft refection and method          for detecting a diagnostic marker <130> NP18-0046 <160> 2 <170> KoPatentin 3.0 <210> 1 <211> 1638 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Human tetraspanin 1 <400> 1 tcccggcctc agacacacac accagcagct acacctacac gctgaccatc acaggcacac 60 agaggcacat ccacctcaca tccacctcat 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ggattttgag gactcaccct 960 acttcaaaga gaacagtgcc tttcccccat tctgttgcaa tgacaacgtc accaacacag 1020 ccaatgaaac ctgcaccaag caaaaggctc acgaccaaaa agtagagggt tgcttcaatc 1080 agcttttgta tgacatccga actaatgcag tcaccgtggg tggtgtggca gctggaattg 1140 ggggcctcga gctggctgcc atgattgtgt ccatgtatct gtactgcaat ctacaataag 1200 tccacttctg cctctgccac tactgctgcc acatgggaac tgtgaagagg caccctggca 1260 agcagcagtg attgggggag gggacaggat ctaacaatgt cacttgggcc agaatggacc 1320 tgccctttct gctccagact tggggctaga tagggaccac tccttttagg cgatgcctga 1380 ctttccttcc attggtgggt ggatgggtgg ggggcattcc agagcctcta aggtagccag 1440 ttctgttgcc cattccccca gtctattaaa cccttgatat gccccctagg cctagtggtg 1500 atcccagtgc tctactgggg gatgagagaa aggcatttta tagcctgggc ataagtgaaa 1560 tcagcagagc ctctgggtgg atgtgtagaa ggcacttcaa aatgcataaa cctgttacaa 1620 tgttgccaaa aaaaaaaa 1638 <210> 2 <211> 241 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Human tetraspanin 1 <400> 2 Met Gln Cys Phe Ser Phe Ile Lys Thr Met Met Ile Leu Phe Asn Leu   1 5 10 15 Leu Ile Phe Leu Cys Gly Ala Leu Leu Ala Val Gly Ile Trp Val              20 25 30 Ser Ile Asp Gly Ala Ser Phe Leu Lys Ile Phe Gly Pro Leu Ser Ser          35 40 45 Ser Ala Met Gln Phe Val Asn Val Gly Tyr Phe Leu Ile Ala Ala Gly      50 55 60 Val Val Val Phe Ala Leu Gly Phe Leu Gly Cys Tyr Gly Ala Lys Thr  65 70 75 80 Glu Ser Lys Cys Ala Leu Val Thr Phe Phe Ile Leu Leu Leu Ile                  85 90 95 Phe Ile Ala Glu Val Ala Ala Val Val Ala Leu Val Tyr Thr Thr             100 105 110 Met Ala Glu His Phe Leu Thr Leu Leu Val Val Pro Ala Ile Lys Lys         115 120 125 Asp Tyr Gly Ser Gln Glu Asp Phe Thr Gln Val Trp Asn Thr Thr Met     130 135 140 Lys Gly Leu Lys Cys Cys Gly Phe Thr Asn Tyr Thr Asp Phe Glu Asp 145 150 155 160 Ser Pro Tyr Phe Lys Glu Asn Ser Ala Phe Pro Pro Phe Cys Cys Asn                 165 170 175 Asp Asn Val Thr Asn Thr Ala Asn Glu Thr Cys Thr Lys Gln Lys Ala             180 185 190 His Asp Gln Lys Val Glu Gly Cys Phe Asn Gln Leu Leu Tyr Asp Ile         195 200 205 Arg Thr Asn Ala Val Thr Val Gly Gly Val Ala Gly Ile Gly Gly     210 215 220 Leu Glu Leu Ala Ala Met Ile Val Ser Met Tyr Leu Tyr Cys Asn Leu 225 230 235 240 Gln    

Claims (14)

소변 내 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 조성물.
A composition for diagnosing rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of protein or mRNA of urinary TSPAN1 (tetraspanin 1).
제1항에 있어서, 상기 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제는 TSPAN1의 mRNA에 특이적으로 결합하는 프로브 또는 프라이머인 것을 특징으로 하는 조성물.
2. The composition according to claim 1, wherein the agent for measuring the expression level of the mRNA is a probe or a primer that specifically binds to mRNA of TSPAN1.
제1항에 있어서, 상기 단백질의 발현 수준을 측정하는 제제는 TSPAN1의 단백질에 특이적인 항체인 것을 특징으로 하는 조성물.
2. The composition of claim 1, wherein the agent that measures the level of expression of the protein is an antibody specific for a protein of TSPAN1.
제1항에 있어서, 상기 TSPAN1의 mRNA는 서열번호 1로 표시되는 염기 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
2. The composition of claim 1, wherein the mRNA of TSPAN1 comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
제1항에 있어서, 상기 TSPAN1의 단백질은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
2. The composition of claim 1, wherein the protein of TSPAN1 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 HPX(hemopexin)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein said composition further comprises an agent that measures the level of expression of HPX (hemopexin) protein or mRNA.
제1항에 있어서, 상기 신장이식의 거부반응은 급성 T 세포 매개 거부 반응(Acute T cell mediated rejection, TCMR), 만성 항체-매개 거부반응(chronic antibody mediated rejection, CAMR), 활성형 항체-매개 거부반응(active antibody mediated rejection), 만성 활성형 T 세포 매개 거부반응(chronic active T cell mediated rejection) 및 혼합 거부반응(mixed rejection)으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
The method according to claim 1, wherein the rejection of the kidney transplant is selected from the group consisting of acute T cell mediated rejection (TCMR), chronic antibody mediated rejection (CAMR) Wherein the antibody is selected from the group consisting of active antibody mediated rejection, chronic active T cell mediated rejection, and mixed rejection.
소변 내 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 신장이식의 거부반응 진단용 키트.
A kit for the diagnosis of rejection of kidney transplantation comprising an agent for measuring the expression level of protein or mRNA of urinary TSPAN1 (tetraspanin 1).
신장이식의 거부반응의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여,
(a) 신장이식 환자로부터 수득한 소변에서 TSPAN1(tetraspanin 1)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및
(b) 상기 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 정상 대조구와 비교하여 TSPAN1 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 증가한 피검체를 신장이식의 거부반응이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 신장이식의 거부반응의 마커를 검출하는 방법.
In order to provide information necessary for diagnosis of rejection of renal transplantation,
(a) measuring the expression level of TSPAN1 (tetraspanin 1) protein or mRNA in the urine obtained from a kidney transplant patient; And
(b) comparing the expression level of the TSPAN1 protein or mRNA with that of a normal control, and determining that the test subject whose expression level of the TSPAN1 protein or mRNA is increased has a rejection reaction of the kidney transplantation, A method for detecting a marker.
삭제delete 제9항에 있어서, 상기 mRNA의 발현 수준을 측정하는 방법은 역전사효소 중합효소반응, 경쟁적 역전사효소 중합효소반응, 실시간 역전사효소 중합효소반응, RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅 및 DNA 칩으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method according to claim 9, wherein the expression level of the mRNA is measured in a group consisting of a reverse transcriptase polymerase, a competitive reverse transcriptase polymerase, a real-time reverse transcriptase polymerase, an RNase protection assay, a Northern blotting and a DNA chip &Lt; / RTI &gt;
제9항에 있어서, 상기 단백질 발현 수준을 측정하기 위한 방법은 웨스턴 블랏, ELISA, 방사선면역분석, 방사 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 면역침전 분석법, 보체 고정 분석법, FACS 및 단백질 칩 방법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method according to claim 9, wherein the method for measuring the protein expression level is selected from the group consisting of Western blotting, ELISA, radioimmunoassay, radial immunodiffusion, Oucheroni immunodiffusion, rocket immunoelectrophoresis, Wherein the method is one or more selected from the group consisting of a fixed assay method, a FACS and a protein chip method.
제9항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 HPX(hemopexin)의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 추가로 측정하고 상기 (b) 단계에서 TSPAN1 및 HPX의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준이 정상 대조구와 비교하여 증가한 피검체를 신장이식의 거부반응이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 9, wherein the expression level of HPX (hemopexin) protein or mRNA is further measured in step (a), and the expression level of protein or mRNA of TSPAN1 and HPX is compared with a normal control in step (b) And determining that the increased body is present in the rejection reaction of kidney transplantation.
인간을 제외한 포유동물에 신장이식 거부반응 치료제 후보물질의 투여 후, 소변 내 TSPAN1의 단백질 또는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 신장이식 거부반응 치료제 스크리닝 방법. A method for screening a therapeutic agent for renal transplant rejection comprising administering to a mammal other than a human a renal transplant rejection therapeutic candidate substance, the level of expression of the protein or mRNA of urinary TSPAN1.
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