KR101990688B1 - The method of prediction of carcinogenesis in colon cancer and prevention of colon cancer using altered expression in lipid metabolites - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지질 대사체의 발현 변화를 이용한 대장암의 발암 과정 예측 및 대장암의 예방 방법에 관한 것으로, 각 지질 대사체들의 발현 변화 패턴 분석을 통해 임상에서 정상처럼 보이는 대장 조직에서 발암 단계에 돌입되었는지 확인이 가능하며, 이는 혈액 표지자를 통한 대장암의 조기 진단 및 내시경 등의 임상 검사에서 확인할 수 없는 암의 초기 변화를 예측할 수 있는 것으로 개인 맞춤형 대장암의 사전 예방이 가능하다. The present invention relates to a method for predicting oncogenesis of colon cancer using a change in the expression level of a lipid metabolism and a method for preventing colon cancer, wherein the expression pattern of each lipid metabolism is analyzed, , Which can predict the early change of cancer that can not be confirmed by early diagnosis of colon cancer and clinical examination such as endoscopy through blood markers and it is possible to prevent personalized colon cancer.

Description

지질 대사체의 발현 변화를 이용한 대장암의 발암 과정 예측 및 대장암의 예방 방법{The method of prediction of carcinogenesis in colon cancer and prevention of colon cancer using altered expression in lipid metabolites}[0001] The present invention relates to a method for predicting carcinogenesis of colon cancer using a change in expression of a lipid metabolite and a method for preventing colon cancer,

본 발명은 지질 대사체의 발현 변화를 이용한 대장암의 발암 과정 예측 및 대장암의 예방 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the prediction of carcinogenesis process of colon cancer using the change of expression of lipid metabolism and a method of preventing colon cancer.

대장암(colorectal cancer)은 갑상선암과 위암 다음으로 발생율이 높은 상위 5대 암에 속해 있으며, 특히 보건복지부의 2014년도 자료에 의하면 국내 암 환자 중 남자의 경우 15.5%, 여자의 경우 10.3%를 차지해 남녀에서 각각 2위와 3위의 발생율을 갖는 것으로 나타났다. 연령군 별 암 발생을 보면 65세 이상 여자의 경우 대장암이 1위를 차지하였고, 남녀 전체로 보게 되면 대장암은 갑상선암 다음으로 빠르게 증가하고 있음을 알 수 있다. 암은 말기로 갈수록 치료 및 회복이 어려워 암이 발병된 이후에 치료하는 것보다는 암을 사전에 예방하고 조기에 진단하는 것이 여러 측면에서 효율적인 방법이라 할 수 있다. 그러나, 현재 대장암 예방 전략은 선별적 대장 내시경을 통하여 다단계 발암 과정 중 병리학적으로 변화가 나타나기 시작하는 선종 단계에서 대장암 전구 병변을 발견하고 제거하는 것으로서, 선행 치료의 역할을 하는 것이지 발암을 예방하는 것은 아니다. Colorectal cancer belongs to the 5 most common cancers after thyroid cancer and stomach cancer. According to the data of the Ministry of Health and Welfare in 2014, 15.5% of male patients and 10.3% of female patients are male and female. In the second and third place, respectively. According to age group, colon cancer is the most common cancer among women aged 65 and over, and colorectal cancer is the second most common cancer after thyroid cancer. Cancer is more difficult to treat and recover from the end of cancer, so prevention and early diagnosis of cancer rather than treatment after cancer is effective in many ways. However, current colon cancer prevention strategy is to detect and remove colon cancer precursor lesion at the adenoma stage where the pathologic change in the multi-stage carcinogenesis process begins to appear through the selective colonoscopy, and it acts as a pre-treatment. It does not.

조기 분자 진단을 활용한 대장암의 예방과 관련하여 대장암 환자의 혈액 샘플로부터 대장암의 분자 마커를 검출하여 진단하는 것이 개발되고 있으나, 실질적으로 적극적 예방 및 처치가 필요한 초기 발암 과정에 있는 고위험군을 구별하여 진단하는 것은 어려운 상황이다. 대장암을 비롯한 대분분의 암의 발생에는 다수의 유전자와 다수의 환경인자가 관계되어 있으며, 따라서 단일 유전자 변이가 암을 예측하고 치료하는데 확정적 요인이 되기 어려운 것이 현실이다. 즉, 논란의 여지는 있지만 유전적 소인이 질병 발생의 단독 원인은 아니므로 일부 유전자의 변이가 있다는 이유만으로 장기를 제거할 수는 없는 것으로 선제적 예방을 위한 대응으로 유전체 단독 정보는 그 한계가 뚜렷하다.Although early molecular diagnosis has been developed to detect and diagnose colon cancer molecular markers from blood samples of patients with colorectal cancer in relation to the prevention of colon cancer, there is a need for a high risk group in early carcinogenesis, It is a difficult situation to distinguish and diagnose. Many genes and many environmental factors are involved in the development of large numbers of cancers including colorectal cancer. Therefore, it is a reality that a single gene mutation is not a definite factor for predicting and treating cancer. Although genetic predisposition is not the sole cause of disease outbreak, it is not possible to remove organs only because there are mutations in some genes. As a response to preemptive prevention, Do.

따라서, 현재 암의 발생에 대한 예측과 예방보다는 조기 진단과 표적 치료에 대규모 투자를 동반한 기술 개발이 주로 이루어지고 있다. Therefore, the development of technology with large-scale investment in early diagnosis and target treatment rather than predicting and preventing the occurrence of cancer is mainly performed.

암을 비롯한 대부분의 질병은 대사 경로의 변화에 의해 유발된다는 점에서 최종적으로 생성되고 변화되는 대사물질이 중요하다. 대사물질을 총칭하는 대사체의 상당부분을 지질 대사체가 차지하고 있어 이를 지질체라고 구분하며, 지질 대사체는 항상성 유지를 위한 신호전달 제어 체계에서 중요한 역할을 수행한다.Most of the diseases, including cancer, are caused by changes in the metabolic pathway, so the final produced and changed metabolites are important. Most of the metabolites, which are collectively referred to as metabolites, are occupied by lipid metabolites, which are classified as lipid bodies, and lipid metabolites play an important role in the signaling control system for maintaining homeostasis.

암의 발생에 있어서 총체적 시스템으로부터 지질체를 파악하려는 연구는 시작 단계에 있다. 구체적으로, 미국 Howard Hughes Medical Institute의 M. Celeste Simon 교수팀은 신장암에서 전사체 프로파일과 대사체 관련 유전자 발현에 대한 분석을 시행하였고, gluconeogenic enzyme fructose-1, 6-bisphosphatase 1 의 감소가 신장암에서 중요한 역할을 한다고 보고한 바 있다(Nature, 2014). 또한, 독일 Charite 대학의 Jan Budczies 교수팀은 유방암 환자에서 glutamate-glutamine의 비정상적인 평형 상태를 연구하였고, 이것을 통해 glutamate가 유방암의 새로운 생체표지자로서 가능성이 있음을 보고한 바 있다(Inter J Cancer, 2015).Research to identify lipid bodies from the overall system in the development of cancer is in the beginning stages. Specifically, Dr. M. Celeste Simon of the Howard Hughes Medical Institute of the United States conducted an analysis of transcript profile and metabolism-related gene expression in renal cancer and found that a decrease in the gluconeogenic enzyme fructose-1, 6-bisphosphatase 1 (Nature, 2014). It has been reported that it plays an important role in the disease. In addition, Jan Budczies, professor at Charite University in Germany, studied the abnormal equilibrium state of glutamate-glutamine in breast cancer patients and suggested that glutamate may be a new biomarker for breast cancer (Inter J Cancer, 2015) .

설계도인 유전체와 주문서인 전사체, 그리고 제품인 단백체의 정보가 종합되어 최종적으로 반영되는 지질체의 변화는 새로운 경로와 신호전달물질의 활성화를 대변할 수 있으며 생리학적 상태에 대한 순간적인 스냅샷을 제공한다. 또한, '이상성 적응(allostatic adaptation)'이란 한 지질 대사경로가 문제가 될 경우 안정성을 유지하기 위해 작용되는 다른 기작을 의미하며, 이상성 적응으로 인한 대체 경로의 활성화로 이루어진 안정성이 한계에 도달하면 다중적 조절제어계가 취약해지고 한계점을 통과하게 되어 암 발생으로 이어지게 된다. 아울러, 발암 초기에 나타나는 조절제어계 변화의 통합적 이해는 선제적 암 발생 예방에 있어 필수적인 정보를 제공할 것이며, 복잡한 생체내의 대사변화와 신호전달 체계의 변화를 총체적으로 파악할 수 있는 지질체 분석은, 다중적 조절제어계의 통합적 현상을 반영할 수 있어 발암 초기 단계에서 중요하며 초기 발암의 표지자 및 선제적 예방의 표적이 될 수 있다. 암화(cancerization) 과정이 시작되면, 동일 지역의 세포들은 모두 영향을 받고 있는 상태가 된다. 임계 변이 정도에 따라 어떤 것은 암으로 성장하나 어떤 것은 정상처럼 보이게 된다. 이를 '영역 암화(field cancerization)'라고 하는데, 이는 암세포와 동일 영역의 세포들이 모두 영향을 받고 있는 상태로 임상적으로는 정상으로 보이나 이들 중 어떤 것은 암으로 성장할 가능성을 가지는 것으로, 해당 영역은 위험 요인이 축적되어, 종양 발생 가능성이 높아지게 되는 것을 칭한다. 즉, 영역 암화(field cancerization)에 의해 대장암 주변은 이미 암화가 시작된 단계가 되는 것이다. The changes in the lipid body, which is the result of synthesizing the information of the schematic genome, the ordering transcript, and the product protein, can finally represent the activation of the new pathway and signaling substance, and provides a snapshot of the physiological state do. In addition, 'allostatic adaptation' refers to another mechanism that acts to maintain stability when a lipid metabolic pathway is a problem. When the stability of activation of the alternative pathway due to the adaptation of the ideal pathway reaches its limit, The control system becomes weak and passes through the limit, leading to cancer. In addition, an integrated understanding of regulatory control system changes at the beginning of carcinogenesis will provide essential information for prevention of preemptive cancer development, and lipid analysis, which can collectively understand changes in metabolism and signal transduction in complex biological systems, It is important in the early stage of carcinogenesis and can be a sign of early carcinogenesis and preemptive prevention because it can reflect the integrated phenomenon of the host control system. When the cancerization process begins, all cells in the same area become affected. Depending on the degree of critical variation some develop into cancer, but some look normal. This is called 'field cancerization', which is a clinically normal state in which cells of the same area as cancer cells are all affected, but some of them have the potential to grow into cancer, Factors are accumulated and the possibility of tumor development becomes higher. In other words, the area surrounding colon cancer by field cancerization is the stage where cancer has already started.

따라서, 본 발명자들은 영역 암화의 개념을 이용하여 대장암이 진단된 환자의 혈액이 아닌 대장암 주변의 내시경적으로 정상으로 보이는 조직의 총체적 지질 대사체(lipidomics)를 분석함으로써, 대장암으로 진행하는 암화 초기 단계의 표지자를 찾고자 하였다. 즉, 본 발명의 지질체군의 발현 분석 결과를 이용할 때 대장암이 발생할 가능성이 높은 고위험군을 조기에 발견하고, 지질대사 변화가 조직에서 발생한 경우 그 변화를 억제하거나 대체 경로를 활성화하는 대사 전략을 이용하여 안전하고 효율적으로 대장암 발생 전 예방 조치가 가능하게 될 것이다. Therefore, the present inventors analyzed the overall lipidomics of endoscopically normal tissues around colorectal cancer rather than the blood of a patient diagnosed with colon cancer using the concept of zone cancer, And to find markers at the early stage of cancer. That is, when the results of the expression analysis of the lipid group of the present invention are used, early detection of a high risk group in which colon cancer is likely to occur, and metabolism strategies in which lipid metabolism changes occur in tissues are inhibited or alternatives are activated It will be possible to safely and efficiently prevent precancerous colon cancer.

대한민국 공개특허 제 2016-0147480호Korean Patent Publication No. 2016-0147480

본 발명의 목적은 지질 대사체의 발현 변화를 이용한 대장암의 발암 과정 예측 및 대장암의 예방 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for predicting the carcinogenesis process of colon cancer using a change in the expression level of a lipid metabolism and a method for preventing colon cancer.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 In order to achieve the above object,

1) 대장암이 의심되는 개체로부터 분리된 생물학적 시료의 지질 대사체의 발현 정도를 분석하는 단계;1) analyzing the degree of expression of a lipid metabolite of a biological sample isolated from a subject suspected of having colon cancer;

2) 상기 지질 대사체의 발현 정도가 정상인으로부터 분리된 생물학적 시료의 지질 대사체의 발현 정도와 비교하여 1.5배 이상 증가 또는 감소한 지질 대사체를 선별하고, 하기 8개의 군으로 분류하는 단계:2) Classification of lipid metabolites increased or decreased by 1.5 times or more compared with the expression level of lipid metabolism of biological samples isolated from normal individuals, and classified into the following eight groups:

지방산(fatty acids, FA), 글리세로지질(glycerolipids, GL), 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP), 폴리케티드(polyketide, PK), 프레놀지질(prenol lipids, PR), 사카로지질(saccharolipids, SL), 스핑고지질(sphingolipid, SP) 및 스테롤 지질(sterol lipids, ST); 및It is known that fatty acids (FA), glycerolipids (GL), glycerophospholipids (GP), polyketides (PK), prenol lipids (PR), saccharolipids , SL), sphingolipid (SP) and sterol lipids (ST); And

3) 상기 지질 대사체들에서, 지방산(fatty acids, FA)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 4.6 내지 5.9%, 글리세로지질(glycerolipids, GL)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 5.3 내지 13.2%, 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 15.0 내지 25.2%, 폴리케티드(polyketide, PK)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 19.9 내지 31.6%, 프레놀지질(prenol lipids, PR)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 5.5 내지 6.6%, 스핑고지질(sphingolipid, SP)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 19.6 내지 30.6% 또는 스테롤 지질(sterol lipids, ST)에 속하는 지질 대사체들이 5.5 내지 7.3%인 경우, 대장암이 발생할 가능성이 높은 고위험군으로 판정하는 단계를 포함하는, 대장암의 조기 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.3) In the above lipid metabolites, the proportion of lipid metabolites belonging to fatty acids (FA) is 4.6 to 5.9%, the ratio of lipid metabolites belonging to glycerolipids (GL) is 5.3 to 13.2% The ratio of lipid metabolites belonging to glycerophospholipid (GP) is 15.0 to 25.2%, the ratio of lipid metabolites belonging to polyketide (PK) is 19.9 to 31.6%, prenol lipids (PR) ) Of the lipid metabolites belonging to Sphingolipid (SP) is 5.5 to 6.6%, the ratio of lipid metabolites belonging to sphingolipid (SP) is 19.6 to 30.6% or lipid metabolites belonging to sterol lipids (ST) are 5.5 To 7.3%, it is determined that the cancer is a high-risk group having a high possibility of colon cancer. The present invention provides an information providing method for early diagnosis of colon cancer.

본 발명은 대장암 주변 조직 또는 대장암 조직에서 지질 대사체의 발현량 변화를 이용한 대장암의 진단 또는 예방을 위한 정보 제공 방법에 관한 것으로, 각 지질 대사체들의 발현 변화 패턴 분석을 통해 임상에서 정상처럼 보이는 대장 조직에서 발암 단계에 돌입되었는지 확인이 가능하며, 이는 혈액 표지자를 통한 대장암의 조기 진단 및 내시경 등의 임상 검사에서 확인할 수 없는 암의 초기 변화를 예측할 수 있는 것으로 개인 맞춤형 대장암의 사전 예방이 가능하다. The present invention relates to a method for providing information for diagnosis or prevention of colorectal cancer using a change in the expression level of a lipid metabolite in a tissue surrounding a colorectal cancer or a colon cancer tissue, , It is possible to confirm whether or not the carcinogenesis stage has started in the colon tissue which looks like a colon cancer. It can predict the early change of cancer which can not be confirmed by early diagnosis of colon cancer and clinical examination such as endoscopy, Prevention is possible.

도 1은 대장 조직의 지질 대사체 분석을 위한 실험 모식도이다:
도 1a: 대조군 및 실험군 분류;
도 1b: 대조군 및 실험군의 조직 채취 모식도.
도 2는 정상 조직에 비해 1.5배 이상의 발현을 나타내는 대장암 조직 또는 대장암 주변 조직의 지질 대사체에 대한 각 지질 대사체군의 분포 비율을 나타낸 도이다:
도 2a: 대장암 주변 조직(peri-tumor-normal)의 지질 대사체에 대한 각 지질 대사체군의 분포 비율;
도 2b: 대장암 조직(tumor)의 지질 대사체에 대한 각 지질 대사체군의 분포 비율.
1 is an experimental schematic diagram for the analysis of lipid metabolism in colonic tissue:
Figure 1a: Control and experimental grouping;
Figure 1b: Schematic drawing of the control and experimental groups.
FIG. 2 is a graph showing the distribution ratio of each lipid metabolite group to a lipid metabolite in a colorectal cancer tissue or a surrounding tissue of a colorectal cancer which expresses 1.5 times or more as compared with a normal tissue:
Figure 2a: Percentage distribution of each lipid metabolite group to lipid metabolites of peri-tumor-normal tissue;
Figure 2b: Distribution of each lipid metabolite group to the lipid metabolites of colorectal cancer tumors.

이하, 본 발명에서 사용되는 용어를 설명한다.Hereinafter, terms used in the present invention will be described.

대사체란 생체 내에 존재하는 생체 내부에서 합성된 분자량 1,000 이하의 저분자 화합물을 총칭한 것으로 글루코스, 콜레스테롤, ATP 및 지질(lipid)과 같은 세포 대사과정의 생성물들을 포함할 수 있다. 상기 대사체중 지질 대사체를 지질체로 칭한다.The term "metabolite" refers to a low-molecular compound having a molecular weight of 1,000 or less synthesized in vivo, and may include products of cellular metabolism such as glucose, cholesterol, ATP, and lipid. The above-mentioned metabolite in the metabolism body is referred to as a lipid body.

지질(lipids)은 지방, 밀랍(wax), 스테롤(sterol), 지용성 비타민(A, D, E, K), 모노글리세리드(monoglyceride), 디글리세리드(diglyceride), 트리글리세리드(triglyceride) 및 인지질(phospholipids)를 포함하는 천연 분자 그룹이다.Lipids include lipids, waxes, sterols, fat soluble vitamins (A, D, E, K), monoglycerides, diglycerides, triglycerides and phospholipids. ≪ / RTI >

지질은 소수성 또는 양친매성(amphiphilic) 소형분자로 정의된다. 양친매성이라는 특성으로 인해 일부 지질은 소포, 다층/단층의 리포솜, 또는 수성 환경에서 막(membrane)과 같은 구조를 형성한다. 생체 지질은 온전히 또는 부분적으로 서로 다른 두 종류의 생화학적 소단위체 또는 케토아실기(ketoacyl group) 및 이소프렌기(isoprene group)와 같은 요소(building-blocks)로부터 유래한다. 이러한 맥락에서 지질은 지방산(fatty acids, FA), 글리세로지질(glycerolipids, GL), 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP), 폴리케티드(polyketide, PK)(케토아실 소단위가 응축되어 생김), 프레놀지질(prenol lipids, PR)(이소프렌 소단위가 응축되어 생김), 사카로지질(saccharolipids, SL), 스핑고지질(sphingolipid, SP) 및 스테롤 지질(sterol lipids, ST)의 8개의 범주로 나눌 수 있다. Lipids are defined as hydrophobic or amphiphilic small molecules. Due to its amphiphilic nature, some lipids form structures such as vesicles, multilayer / monolayer liposomes, or membranes in aqueous environments. Biological lipids are derived entirely or partly from two different biochemical subunits or building-blocks such as the ketoacyl group and the isoprene group. In this context, lipids are composed of fatty acids (FA), glycerolipids (GL), glycerophospholipid (GP), polyketide (PK) (resulting from the condensation of ketoacyl subunits) Can be divided into eight categories: prenol lipids (PR) (resulting from the condensation of isoprene subunits), saccharolipids (SL), sphingolipids (SP) and sterol lipids (ST) have.

상기 지방산(fatty acids, FA)은 상기 지방산은 지방산 결합체(Fatty acid and conjugate), 아이코사노이드(icosanoid), 지방알코올(Fatty alcohol), 지방 에스테르(Fatty ester), 지방 아미드(Fatty amide)를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The fatty acids include fatty acids and conjugates, icosanoids, fatty alcohols, fatty esters, and fatty amides. But is not limited thereto.

상기 지방산은 4~24개의 탄소원자를 갖는 긴 사슬로 양쪽 끝에 카르복실기(-COOH)와 메틸기(-CH3)를 갖는 탄화수소꼬리 형태의 지질로 극성을 나타내는 친수성(hydrophilic) 말단과 극성을 갖지 않는 소수성(hydrophobic) 말단을 가지며, 일부 수화된 지방(hydrogenated fat) 류를 제외하면 대부분의 지방산은 cis 형태를 나타내게 된다. 지방산은 생물체에서 지질의 가장 기본적인 종류의 지질 중 하나로 세포막의 복잡한 구조의 지질을 만드는데에도 이용되며 프로스타글란딘(prostaglandin), 류코트리엔(leukotriene), 트롬복산(thromboxane)을 포함하는 아이코사노이드를 비롯해 다양한 왁스 에스테르등을 포함하는 지방 에스테르류, 아난다마이드(anandamide)를 비롯한 지방 아미드류가 속한다.The fatty acid is a hydrocarbon-tailed lipid having a carboxyl group (-COOH) and a methyl group (-CH 3 ) at both ends in a long chain having 4 to 24 carbon atoms. The fatty acid has a hydrophilic end showing polarity and a hydrophobic hydrophobic end, and most fatty acids are cis-shaped, except for some hydrogenated fats. Fatty acids are one of the most basic types of lipids in living organisms. They are also used to make lipids of the complex structure of cell membranes. They are also used in the production of lipids such as prostaglandin, leukotriene, thromboxane, , And fatty amides including anandamide.

상기 글리세로지질(glycerolipids, GL)은 모노라딜글리세롤(Monoradylglycerol), 다이라딜글리세롤(Diradylglycerol), 트리아딜글리세롤(Triradylglycerol) 및 글리코실글리세롤(glycosylglycerol)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The glycerolipids (GL) may be one or more selected from the group consisting of monoradylglycerol, Diradylglycerol, Triradylglycerol and glycosylglycerol, It does not.

상기 글리세로지질은 지방산에 글리세롤이 에스테르 결합을 한 구조로 결합된 글리세롤의 수로 크게 나눌 수 있다. 글리세로지질은 종종 트리아실글리세롤로도 불리는, 3개의 글리세롤로 만들어지는 트라이글리세라이드가 가장 유명한 형태이며, 트라이글리세라이드는 동물에서는 에너지 저장용도로 지방 조직(adipose tissue)에 저장된다. 이외에도 식물의 막에서 발견되는 디갈락토실다이아실글리세롤(digalactosyldiacylglycerol), 포유류의 정자에서 발견되는 세미노지질(seminolipid) 등을 포함하는 글라이코실글리세롤(glycosylglycerol)류가 있다.The glycerol lipids can be largely divided into the number of glycerol bound to a fatty acid by a structure in which glycerol is ester-linked. Glycerol is the most popular form of triglyceride made from three glycerol, often called triacylglycerol, and the triglyceride is stored in adipose tissue for energy storage in animals. There are also glycosylglycerols, including digalactosyldiacylglycerol found in the membranes of plants, seminolipids found in mammalian sperm, and the like.

상기 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)은 글리세로포스포콜린(Glycerophosphocholine), 글리세로포스포세린(Glycerophosphoserine), 글리세로포스포에탄올아민(Glycerophosphoethanolamine), 글리세로포스포이노시톨(Glycerophosphoinositol), 글리세로포스포글리세롤(Glycerophosphoglycerol), 글리세로포스페이트(Glycerophosphate), 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine), 포스파티딜에탄올아민(phosphatidylethanolamine), 포스파티딜세린(phosphatidylserine), 포스파티딜이노시톨(phosphatidylinositol) 및 포스파티딘산(phosphatidic acid)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The glycerophospholipid (GP) may be at least one selected from the group consisting of glycerophosphocholine, glycerophosphoserine, glycerophosphoethanolamine, glycerophosphoinositol, glycerophospholipid, At least one member selected from the group consisting of Glycerophosphoglycerol, Glycerophosphate, Phosphatidylcholine, Phosphatidylethanolamine, Phosphatidylserine, Phosphatidylinositol and Phosphatidic Acid. But is not limited thereto.

상기 글리세로인지질은 두개의 지방산과 한 개의 인산이 에스터 결합을 한 글리세롤을 포함한 인지질 구조로 되어 있으며, 진핵세포의 인지질 이중층(lipid bilayer)을 이루는 주요 구성요소이다.The glycerophospholipid has a phospholipid structure including glycerol with two fatty acids and one phosphoric acid ester bond, and is a major component of the phospholipid bilayer of eukaryotic cells.

상기 폴리케티드(polyketide, PK)는 사이클로세린(Cycloserine), 디하이드로칼콘(Dihydrochalcone), 피세틴-3-글루코사이드(Fisetin-3-glucoside) 및 마우리타린(Mauritianin)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The polyketide (PK) may be at least one selected from the group consisting of Cycloserine, Dihydrochalcone, Fisetin-3-glucoside and Mauritianin. But is not limited thereto.

상기 폴리케티드는 아세틸(acetyl) 단위체 및 프로파이오닐(propionyl) 단위체의 중합체로 동물, 식물 및 균류 등 다양한 생물체의 이차대사체(secondary metabolite)에서 나타나며 당화(glycosylation), 메틸화(methylation), 수산화(hydroxylation) 및 산화(oxidation) 등 변화가 일어난 고리형의 백본을 갖는 경우가 많다. 폴리케티드는 곰팡이류의 마이코톡신(mycotoxin)을 비롯해 항생제인 에리스로마이신(erythromycine) 등 생물활성이 높은 물질로 작용 가능하다.The polyketide is a polymer of an acetyl unit and a propionyl unit and appears in a secondary metabolite of various organisms such as animals, plants and fungi. The polyketide is glycosylation, methylation, hydroxylation hydroxylation) and oxidation (oxidation). Polyketides can act as highly bioactive substances such as fungi mycotoxin and erythromycin, an antibiotic.

상기 프레놀지질(prenol lipids, PR)은 이소프레노이드(Isoprenoid), 퀴논(Quinone) 및 하이드로퀴논(hydroquinone), 폴리프레놀(Polyprenol)을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The prenol lipids (PR) may be at least one selected from the group consisting of isoprenoid, quinone and hydroquinone, polyprenol, but is not limited thereto .

상기 프레놀지질은 이소프레노이드는 선형 알콜(linear alcohol)이나 이인산(diphosphate)등의 형태를 나타내며, 퀴논과 하이드로퀴논은 퀴논 핵(core)과 이소프레노이드 꼬리를 갖는 형태로 나타난다. 원핵생물은 말단의 이소프레노이드에 산소가 결합된 불포화 상태의 박테로프레놀이라 불리는 폴리프레놀을 합성하며, 동물에서는 말단의 이소프레노이드가 환원된 상태의 돌리콜이라 불리는 폴리프레놀을 합성한다. 프레놀지질은 이인산 이소펜테닐(isopentenyl diphosphate) 및 이인산 디메틸알릴(dimethylallyl diphosphate)을 전구체로 합성되게 되는데 일반적으로 메발론산(mevalonic acid; MVA) 경로를 통해 만들어지며, 단순한 구조의 이소프레노이드류중 일부는 대장균(E. coli)를 비롯한 일부 세균과 식물에서 메틸에리스리올(methylerythritol) 인산 경로를 통해 만들어진다. 프레놀지질 중 이소프레노이드의 주요비타민A의 전구체인 카로티노이드(carotenoid)가 대표적이며, 퀴논과 하이드로퀴논의 대표적 예로는 비타민 E 와 비타민 K가 있다. The prrenol lipid may be in the form of linear alcohols or diphosphates, and quinones and hydroquinones may be in the form of quinone cores and isoprenoid tails. Prokaryotes synthesize polyprenols, called bateroprenolates, which are unsaturated in which oxygen is bonded to terminal isoprenoids. In animals, synthesis of polyprenol, called dolicholone, in which terminal isoprenoid is reduced do. The prenol lipid is synthesized as a precursor of isopentenyl diphosphate and dimethylallyl diphosphate. Generally, it is produced via mevalonic acid (MVA) pathway, and a simple structure of isoprenoid Some of the strains are made through methylerythritol phosphate pathways in some bacteria and plants, including E. coli . Carotenoids, which are precursors of major vitamin A of isoprenoids in prednisol lipids, are representative, and vitamin E and vitamin K are representative examples of quinone and hydroquinone.

상기 사카로지질(saccharolipids, SL)은 아실아미노당(Acylaminosugar), 아실트레할로스(Acyltrehalose), 아실아미노당 글라이칸(Acylaminosugars glycan 및 아실트레할로스 글라이칸(Acyltrehalose glycan)을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The saccharolipids (SL) may be at least one selected from the group consisting of acylaminosugar, acyltrehalose, acylaminosugars glycan and acyltrehalose glycan, , But is not limited thereto.

상기 사카로지질은 지방산이 당 백본(sugar backbone)에 직접 연결된 구조의 화합물로 막이중층(membrane bilayer)을 이루기에 적합한 구조를 형성하며, 사카로지질의 단당류는 글리세로지질과 글리세로인지질에서 글리세롤 백본에 해당된다. 그람 음성균(gram-negative bacteria)의 지질다당질(lipopolysaccharide)을 이루는 지질A 성분의 아실화글루코사민(acylated glucosamine) 전구체가 가장 잘 알려진 사카로지질의 예이다.The saccharose lipid is a compound having a structure in which a fatty acid is directly connected to a sugar backbone. The saccharose lipid forms a structure suitable for forming a membrane bilayer. The saccharose monosaccharide of the saccharose lipid is glycerol and glycerol, Backbone. An acylated glucosamine precursor of lipid A, which constitutes a lipopolysaccharide of gram-negative bacteria, is an example of the most well known saccharose lipid.

상기 스핑고지질(sphingolipid, SP)은 인산스핑고지질(Phosphosphingolipid), 스핑고이드 염기(Sphingoid base), 세라마이드(Ceramide)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The sphingolipid (SP) may be at least one selected from the group consisting of phosphosphingolipid, sphingoid base and ceramide, but is not limited thereto.

상기 스핑고지질은 글리세롤을 포함하지 않는 인지질로 스핑고이드 염기 백본(sphingoid base backbone)을 갖는 구조이다. 세라마이드류는 N-아실화 스핑고이드 염기(N-acylated sphingoid base) 머리부분을 갖고 있으며, 추가적인 머리는 없는 형태로 세라마이드(ceramide), 디하이드로세라마이드(dihydroceramide) 및 파이토세라마이드(phytoceramide)가 포함된다. 인산스핑고지질은 세라마이드류의 1-하이드록실기에 인산화된 분자가 결합한 형태로 포유류에서는 인산콜린(phosphocholine) 내지 인산에탄올아민(phosphoethanolamine) 분자가 결합한 스핑고마이엘린(sphingomyelin)이 대표적이고, 스핑고이드 염기는 포유류의 스핑고신(sphingosine)이 대표적이다.The sphingolipid is a phospholipid containing no glycerol and has a sphingoid base backbone. Ceramides have an N-acylated sphingoid base head and additional hair-free forms, including ceramide, dihydroceramide and phytoceramide . Phosphate sphingolipids are a form in which a phosphorylated molecule is bound to a 1-hydroxyl group of ceramides, and in mammals, sphingomyelin in which phosphocholine phosphate or phosphoethanolamine molecules are bonded is typical. The pingotide base is representative of the mammalian sphingosine.

상기 스테롤 지질(sterol lipids, ST)은 콜레스테롤(Cholesterol)과 및 콜레스테릴 에스테르(Cholesteryl ester)등 그 유도체를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The sterol lipids (ST) may be at least one selected from the group consisting of cholesterol and derivatives thereof such as cholesteryl ester, but are not limited thereto.

상기 스테롤 지질의 대표적인 예로는 스테로이드 4개의 고리형 핵 구조가 융합된 스테로이드가 대표적으로 에스트로겐(estrogen)류, 안드로겐(androgen)류 및 프로게스테론(progestogen)류처럼 체내의 각종 조절 기전에 관여한다. 이외에도 콜레스테롤 산화유도체인 담즙산(bile acid), 비타민 D(vitamin D) 등이 있으며, 식물의 β-시토스테롤(β-sitosterol) 및 스티그마스테롤(stigmasterol), 균류의 에르고스테롤(ergosterol)등 다양한 생체분자로 존재하고 글리세로인지질 및 스핑고마이엘린과 마찬가지로 세포막에서 중요한 구성요소를 이루게 된다.Typical examples of the sterol lipids include steroid fused with four cyclic nucleus structures. Typically, steroids are involved in various regulatory mechanisms in the body such as estrogen, androgen, and progestogen. In addition, cholesterol oxidative derivatives bile acid (bile acid) and vitamin D (vitamin D) are also available. Various biomolecules such as β-sitosterol, stigmasterol and fungus ergosterol Like glycerophospholipid and sphingomyelin, are important components in the cell membrane.

본 발명에서 '대장암 주변 대장 조직(peri-tumor-normal)'은 영역 암화(field cancerization) 상태의 조직으로, 상기 영역 암화는 암세포와 동일 영역의 세포들이 모두 영향을 받고 있는 상태로 임상적으로는 정상으로 보이나 이들 중 어떤 것은 암으로 성장할 가능성을 가지는 것으로, 해당 영역은 위험 요인이 축적되어, 종양 발생 가능성이 높아지게 되는 것을 칭한다.In the present invention, 'peri-tumor-normal' is a tissue of field cancerization state, and the zone cancer is clinically observed in a state where cells in the same area as cancer cells are all affected Is considered normal, but some of them have the potential to grow into cancer, which means that the risk factors are accumulated in the corresponding region and the possibility of tumor development is increased.

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

본 발명은 하기 단계를 포함하는 대장암의 조기 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다:The present invention provides a method for providing information for early diagnosis of colon cancer comprising the steps of:

1) 대장암이 의심되는 개체로부터 분리된 생물학적 시료의 지질 대사체의 발현 정도를 분석하는 단계; 1) analyzing the degree of expression of a lipid metabolite of a biological sample isolated from a subject suspected of having colon cancer;

2) 상기 지질 대사체의 발현 정도가 정상인으로부터 분리된 생물학적 시료의 지질 대사체의 발현 정도와 비교하여 1.5배 이상 증가 또는 감소한 지질 대사체를 선별하고, 하기 8개의 군으로 분류하는 단계:2) Classification of lipid metabolites increased or decreased by 1.5 times or more compared with the expression level of lipid metabolism of biological samples isolated from normal individuals, and classified into the following eight groups:

지방산(fatty acids, FA), 글리세로지질(glycerolipids, GL), 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP), 폴리케티드(polyketide, PK), 프레놀지질(prenol lipids, PR), 사카로지질(saccharolipids, SL), 스핑고지질(sphingolipid, SP) 및 스테롤 지질(sterol lipids, ST); 및It is known that fatty acids (FA), glycerolipids (GL), glycerophospholipids (GP), polyketides (PK), prenol lipids (PR), saccharolipids , SL), sphingolipid (SP) and sterol lipids (ST); And

3) 상기 지질 대사체군에서, 지방산(fatty acids, FA)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 4.6 내지 5.9%, 글리세로지질(glycerolipids, GL)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 5.3 내지 13.2%, 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 15.0 내지 25.2%, 폴리케티드(polyketide, PK)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 19.9 내지 31.6%, 프레놀지질(prenol lipids, PR)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 5.5 내지 6.6%, 스핑고지질(sphingolipid, SP)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 19.6 내지 30.6% 또는 스테롤 지질(sterol lipids, ST)에 속하는 지질 대사체들이 5.5 내지 7.3%인 경우, 대장암이 발생할 가능성이 높은 고위험군으로 판정하는 단계.3) In the above lipid metabolite group, the proportion of lipid metabolites belonging to fatty acids (FA) is 4.6 to 5.9%, the ratio of lipid metabolites belonging to glycerolipids (GL) is 5.3 to 13.2% The ratio of lipid metabolites belonging to glycerophospholipid (GP) is 15.0 to 25.2%, the proportion of lipid metabolites belonging to polyketide (PK) is 19.9 to 31.6%, prenol lipids (PR) The ratio of lipid metabolites belonging to sphingolipid (SP) is in the range of 5.5 to 6.6%, the ratio of lipid metabolites belonging to sphingolipid (SP) is in the range of 19.6 to 30.6%, or the lipid metabolites belonging to sterol lipids (ST) 7.3%, a high risk group with a high likelihood of developing colorectal cancer.

상기 단계 1)의 생물학적 시료는 대장 조직일 수 있다. The biological sample of step 1) may be a colon tissue.

상기 단계 1)의 지질 대사체의 발현정도는 예를 들어 질량분석법, 광흡수분석법, 기체크로마토그래피 또는 발광분광분석법을 이용한 정량분석을 이용하여 확인할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The degree of expression of the lipid metabolism in the step 1) can be confirmed by, for example, mass spectrometry, light absorption analysis, gas chromatography or emission spectrometry, but is not limited thereto.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 대장 조직의 지질 대사체 분석을 위해, 대장암 발명 위험 인자가 없는 건강한 사람으로부터 대장 조직을 채취하여 대조군(control)으로 하였고, 대장암 환자로부터 대장의 대장암(tumor) 조직 및 대장암 주변(peri-tumor-normal) 대장 조직을 채취하여 실험군으로 하였다. 본 발명자들은 대조군의 정상 대장 조직, 실험군의 대장암 조직 및 대장암 주변 조직의 지질 대사체의 발현 정도를 확인한 결과, 정상 대장 조직과 비교하여 대장암 주변 조직에서 지질 대사체의 발현이 1.5배 이상 증가/감소의 차이가 나는 지질 대사체는 총 4048개 중 103개로 확인되었으며, 대장암 주변 조직과 비교하여 대장암 조직에서 지질 대사체의 발현이 1.5배 이상 증가/감소의 차이가 나는 지질 대사체는 총 4049개 중에서 269개로 확인되었다In a specific embodiment of the present invention, in order to analyze the lipid metabolism of the colon tissue, the colon cancer tissue was collected from a healthy person without risk factor for colon cancer, and was used as a control. Tumor tissues and peri-tumor-normal colon tissues were collected and used as an experimental group. The present inventors examined the expression level of lipid metabolites in the normal colon tissue of the control group, the colorectal cancer tissue of the experimental group and the surrounding tissues of the colon cancer and found that the expression of the lipid metabolism in the surrounding tissues of the colon cancer was 1.5 times or more The number of lipid metabolites in the ascending / diverging tissues was 103 out of 4048 of the total, and the expression of lipid metabolites in the colon cancer tissues was 1.5 times or more increased / Were identified as 269 out of a total of 4,049

또한, 본 발명자들은 정상 대장 조직과 비교하여 그 발현 정도가 1.5배 이상 증가 또는 감소를 나타내는 대장암 주변 조직의 지질 대사체 만을 선택하였으며, 이들의 대사체군별 분포 비율을 확인한 결과, 폴리케티드(polyketide, PK)에 속하는 지질 대사체군 및 스핑고지질(sphingolipid, SP)에 속하는 지질 대사체군이 각각 31.07% 및 30.10%로 가장 많은 비율을 차지하는 것을 확인하였다(도 2a 및 표 1 참조). In addition, the present inventors selected only lipid metabolites from the surrounding tissues of colon cancer, which showed an increase or decrease of expression level 1.5 times or more as compared to normal colon tissues. As a result of examining the distribution ratio of these metabolites, the lipid metabolism group belonging to polyketide (PK) and the lipid metabolism group belonging to sphingolipid (SP) accounted for the largest proportion (31.0% and 30.10%, respectively) (see FIG.

또한, 본 발명자들은 정상 대장 조직과 비교하여 그 발현 정도가 1.5배 이상의 증가 또는 감소를 나타내는 대장암 조직의 지질 대사체 만을 선택하였으며, 이들의 대사체군별 분포 비율을 확인한 결과, 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)에 속하는 지질 대사체군 및 스핑고지질(sphingolipid, SP)에 속하는 지질 대사체군이 각각 24.65% 및 21.13%로 가장 많은 비율을 차지하는 것을 확인하였다(도 2b 및 표 2 참조). In addition, the present inventors selected only lipid metabolites of colorectal cancer tissue whose expression level increased or decreased by 1.5 times or more as compared with normal colon tissues. As a result of examining the distribution ratios of these metabolites, glycerophospholipid , GP) and the lipid metabolite group belonging to sphingolipid (SP) accounted for the largest percentage (24.65% and 21.13%, respectively) (see FIG. 2B and Table 2).

따라서, 영역 암화 상태의 대장 조직 및 대장암 조직의 지질 대사체 분포도가 상이함을 확인하였으며, 상기 대장암 주변 조직의 지질 대사체 분포를 통해 대장암의 초기 단계를 예측할 수 있으므로, 대장암의 진단 또는 예방을 위한 정보 제공 방법에 이용할 수 있다.Therefore, it was confirmed that the distribution of lipid metabolites in the colon cancer tissue and the colon cancer tissue in the area-induced cancer state is different, and the initial stage of colon cancer can be predicted through the distribution of the lipid metabolism in the surrounding tissues of the colon cancer, Or to provide information for prevention.

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

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

대장 조직의 지질 Lipid of colonic tissue 대사체Metabolism 발현 분석 Expression analysis

대장 조직의 지질 대사체 분석을 위해, 도 1a 및 도 1b와 같이 대장암 발명 위험 인자가 없는 10명의 건강한 사람으로부터 대장 조직을 채취하여 대조군(control)으로 하였다. 비교를 위해 26명의 대장암 환자로부터 대장의 대장암(tumor) 조직 및 대장암 주변(peri-tumor-normal) 대장 조직을 채취하여 실험군으로 하였다. 건강 대조군의 조직은 개인차를 보정하기 위해 10명의 개개 조직 시료를 통합하여 하나의 대조군으로 실험군 시료들과 상대 정량분석을 수행했다. 10명 개개인의 조직 시료는 대장 내시경을 시행하면서 정상 대장에서 내시경 조직채취 겸자를 이용하여 2개를 채취하였고, 분석에서는 통합하여 분쇄를 시행한 후 성분 분석을 시행하였다.For the analysis of lipid metabolism in the colon tissue, colon tissues were collected from 10 healthy persons without risk factors for colon cancer as shown in Figs. 1A and 1B and used as a control (control). For comparison, tumor tissues and peri-tumor-normal colon tissues of the colon were collected from 26 colorectal cancer patients and used as an experimental group. The healthy control tissues were subjected to relative quantitative analysis with experimental group samples as one control group by integrating 10 individual tissue samples to correct individual differences. Ten tissue specimens were collected from two colonoscopists using endoscopic tissue sampling forceps in the colon, and the analysis was performed after the pulverization.

구체적으로, CP02(Covaris 사, USA)를 이용하여 냉동상태를 유지한 대조군 및 실험군의 임상 조직 시료를 분쇄하여 지질 추출 시 효율성을 높였다. 조직 시료 20 mg에 차가운 메탄올(J.T.Baker, PA, USA)을 250 ㎕ 넣고 30초 동안 교반(vortex)하였다. 그리고 차가운 클로로포롬(J.T.Baker, PA, USA) 500 ㎕ 을 넣고 동일하게 30초 동안 교반하였고 이어서 차가운 물(HPLC grade water, J.T.Baker, PA, USA) 180 ㎕을 넣고 30초 동안 동일하게 교반하였다. 차가운 상태를 위해 각 용액들은 -20℃ 냉장고에 실험 전 20분 이상 보관 후 사용하였다. 상기 처리된 시료를 상온에서 10분 동안 안정화시킨 후에, 12000 xg 로 10분 동안 4℃ 조건으로 원심분리하였다. 분리된 3개의 층(위부터 대사물질-단백질-지질) 중에서 3번째 층에 존재하는 지질을 추출하였다. 추출 시에는 다른 층에 있는 시료가 섞이지 않도록 주사기를 이용하였다. 추출된 시료는 진공 원심분리기(Bio-Rad, scanvac, USA)를 통해 건조시켰다. 상기 각각의 건조된 시료를 0.1% 포름산이 포함된 메탄올:아세토나이트릴:물(19:19:2) 비율로 섞은 20 mM 포름산 암모늄 용액 100 ㎕에 녹여 준비하고, 0.1% 포름산이 포함된 아이소프로판올 용액으로 농도 구배(gradient)를 만들어 분리능을 증가시켰다(4 %, 0분; 40 %, 15분; 100 %, 15.1분; 100 %, 20분; 4 %, 20.1분; 4%, 35분). UHPLC(에질런트 사, 1290 infinity binary LC system, USA) 및 질량분석기(에질런트 사, 6550 iFunnel Q-TOF system, USA)을 사용하여 LC-MS 분석(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry)을 수행하였다. 상기 준비된 시료 용액은 각각 1 ㎕로 인젝션하였으며, 통계분석을 위하여 3번 반복하여 분석을 수행하였다. LC-MS 분석을 통해 얻은 데이터는 Metiln database(Scripps 연구소, USA)를 이용하여 20 ppm 이내의 정확성을 가지는 지질을 동정하였다. Specifically, CPO2 (Covaris, USA) was used to crush the clinical tissue samples from the control and experimental groups that were kept frozen, thereby improving the efficiency of lipid extraction. To 20 mg of the tissue sample, 250 쨉 l of cold methanol (JT Baker, PA, USA) was added and vortexed for 30 seconds. Then, 500 μl of cold chloroform (JT Baker, PA, USA) was added, and the mixture was stirred for 30 seconds. Then, 180 μl of cold water (HPLC grade water, JT Baker, PA, USA) was added and stirred for 30 seconds. For cooling, each solution was stored in a -20 ° C refrigerator for 20 minutes or more before the experiment. After the treated samples were stabilized at room temperature for 10 minutes, they were centrifuged at 12000 xg for 10 minutes at 4 ° C. The lipids present in the third layer of the three separated layers (metabolite-protein-lipid from above) were extracted. When extracting, a syringe was used so that samples in different layers could not be mixed. The extracted samples were dried through a vacuum centrifuge (Bio-Rad, scanvac, USA). Each of the dried samples was dissolved in 100 μl of 20 mM ammonium formate solution containing 0.1% formic acid in a ratio of methanol: acetonitrile: water (19: 19: 2) to prepare an isopropanol (4%, 0 min; 40%, 15 min; 100%, 15.1 min; 100%, 20 min; 4%, 20.1 min; 4%, 35 min) . LC-MS (Liquid Chromatography-Mass Spectrometry) was performed using UHPLC (Agilent 1290 infinity binary LC system, USA) and mass spectrometer (Agilent 6550 iFunnel Q-TOF system, USA). Each of the prepared sample solutions was injected with 1 μl each, and the analysis was repeated three times for statistical analysis. The data obtained from LC-MS analysis were analyzed using a Metiln database (Scripps Laboratories, USA) to identify lipids with an accuracy within 20 ppm.

<< 실험예Experimental Example 1> 대장 조직에 따른 발현이 변화되는 지질  1> Lipids with altered expression by colonic tissues 대사체의Metabolite 확인 Confirm

상기 실시예 1에서 분석한 지질 대사체를 바탕으로 대조군의 정상 대장 조직(control) 및 실험군의 대장암 조직(tumor), 그리고 대조군의 정상 대장 조직 및 실험군의 대장암 주변 조직(peri-tumor-normal)의 지질 대사체의 발현의 차이 정도를 각각 비교하였다. Based on the lipid metabolism analyzed in Example 1, colon cancer tissues (control) and normal colon tissues (control) of the control group, and peri-tumor-normal ) Were compared with each other.

그 결과, 정상 대장 조직과 비교하여 대장암 주변 조직에서 지질 대사체의 발현이 1.5배 이상 증가/감소의 차이가 나는 지질 대사체는 총 4048개 중 103개로 확인되었으며, 대장암 주변 조직과 비교하여 대장암 조직에서 지질 대사체의 발현이 1.5배 이상 증가/감소의 차이가 나는 지질 대사체는 총 4049개 중에서 269개로 확인되었다.As a result, compared to normal colon tissue, the lipid metabolism in the vicinity of the colon cancer was 1.5 times or more increased / decreased by 103 of the total 4048, and compared with the surrounding tissues of colon cancer The number of lipid metabolites in the colorectal cancer tissues was found to be 269 out of a total of 4,049.

즉, 정상 대장 조직 및 대장암 주변 조직의 지질 대사체를 비교하여 보았을 때 지질 대사체 발현의 변화가 뚜렷한 바, 대장암 주변 조직과 대장암 조직의 차이 분석을 통한 대장암을 예측하는 기존의 방법으로는 한계가 있으므로, 정상 대장 조직 및 대장암 주변 조직의 차이 분석이 좀 더 면밀히 필요하다는 것을 확인할 수 있다. In other words, when comparing the lipid metabolites of the normal colon tissue and the surrounding tissues of the colon cancer, the expression of the lipid metabolism was remarkable, and the conventional method of predicting colorectal cancer by analyzing the difference between the tissue surrounding the colon cancer and the tissue of the colon cancer It is necessary to more closely analyze the difference between normal colon tissue and surrounding tissues of colon cancer.

<< 실험예Experimental Example 2> 대장 조직에 따른 지질  2> Lipids due to colon tissue 대사체의Metabolite 분포 확인 Check distribution

<2-1> 정상 조직에 비해 1.5배 이상의 발현을 나타내는, 대장암 주변 조직(peri-tumor-normal)의 지질 대사체에 대한 각 지질 대사체군 분포 확인<2-1> Confirmation of distribution of each lipid metabolite group in peri-tumor-normal lipid metabolism showing 1.5 times or more expression compared to normal tissue

상기 실시예 1에서 정상 대장 조직 및 대장암 주변 조직(peri-tumor-normal)의 지질 대사체의 발현을 비교, 정상 대장 조직과 비교하여 그 발현 정도가 1.5배 이상 증가 또는 감소를 나타내는 대장암 주변 조직의 지질 대사체만을 선택하였으며, 이들의 지질 대사체군별 분포 비율을 확인하였다.In Example 1, the expression of lipid metabolites in normal colon tissue and peri-tumor-normal tissue was compared with that in normal colon tissue, and the expression level of colon cancer was increased or decreased by 1.5 times or more Only the lipid metabolites of the tissues were selected, and the distribution ratio of these lipid metabolites was confirmed.

그 결과, 도 2a 및 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리케티드(polyketide, PK)에 속하는 지질 대사체군 및 스핑고지질(sphingolipid, SP)에 속하는 지질 대사체군이 각각 30.10% 및 31.07%로 가장 많은 비율을 차지하였다. As a result, as shown in FIG. 2A and Table 1, the lipid metabolism group belonging to the polyketide (PK) and the lipid metabolism group belonging to the sphingolipid (SP) accounted for 30.10% and 31.07%, respectively Respectively.

정상 조직에 비해 1.5배 이상의 발현의 차이를 나타내는 대장암 주변 조직(peri-tumor-normal)의 지질 대사체에 대한 각 지질 대사체군의 분포 비율The distribution ratio of each lipid metabolite group to the lipid metabolites of peri-tumor-normal tissues, which shows a difference of expression 1.5 times or more as compared with normal tissues 지질 대사체군Lipid metabolism group 대장암 주변 조직(%)Tissue around colon cancer (%) 지방산(fatty acids, FA)Fatty acids (FA) 4.854.85 글리세로지질(glycerolipids, GL)Glycerolipids (GL) 5.835.83 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)Glycerophospholipid (GP) 15.5315.53 폴리케티드(polyketide, PK)Polyketide (PK) 31.0731.07 프레놀지질(prenol lipids, PR)Prenol lipids (PR) 5.825.82 사카로지질(saccharolipids, SL)Saccharolipids (SL) 0.970.97 스핑고지질(sphingolipid, SP)Sphingolipid (SP) 30.1030.10 스테롤 지질(sterol lipids, ST)Sterol lipids (ST) 5.835.83 총 지질 대사체Total lipid metabolite 100100

상기 실험예 <2-1>의 대장암 주변 조직 지질 대사체 분석 결과를 통해, 대장암에 걸릴 가능성이 높은 상태를 예측할 수 있다. The results of the analysis of lipid metabolism around the colon cancer in Experimental Example < 2-1 > can predict the state of high possibility of colon cancer.

<2-2> 정상 조직에 비해 1.5배 이상의 발현을 나타내는, 대장암 조직(tumor)의 지질 대사체에 대한 각 지질 대사체군 분포 확인<2-2> Confirmation of distribution of each lipid metabolite group in lipid metabolism of colorectal cancer tumor, which expresses 1.5 times more than normal tissue

상기 실시예 1에서 정상 대장 조직 및 대장암 조직(tumor)의 지질 대사체의 발현을 비교, 정상 대장 조직과 비교하여 그 발현 정도가 1.5배 이상의 증가 또는 감소를 나타내는 대장암 조직의 지질 대사체 만을 선택하였으며, 이들의 지질 대사체군 분포 비율을 확인하였다.In Example 1, the expression of lipid metabolites in normal colon and colorectal cancer tissues was compared with that in normal colon tissues, and only the lipid metabolites of colorectal cancer tissues And the percentage of lipid metabolism group distribution was confirmed.

그 결과, 도 2b 및 표 2에 나타낸 바와 같이 대장암 주변 조직의 지질체 분포 비율에 비해 스핑고지질(spingolipid, SP)에 속하는 지질 대사체군 및 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)에 속하는 지질 대사체군이 각각 21.1% 및 24.6%로 가장 많은 비율을 차지하였다. As a result, as shown in FIG. 2B and Table 2, the lipid metabolism group belonging to the spingolipid (SP) and the lipid metabolite group belonging to the glycerophospholipid (GP) Were 21.1% and 24.6%, respectively.

정상 조직에 비해 1.5배 이상 발현의 차이를 나타내는 대장암 조직(tumor)의 지질 대사체에 대한 각 지질 대사체군의 분포 비율The distribution ratio of each lipid metabolite group to the lipid metabolism of colorectal cancer tumor, which shows a difference of expression 1.5 times or more as compared with normal tissue, 지질 대사체군Lipid metabolism group 대장암 조직(%)Colorectal cancer tissue (%) 지방산(fatty acids, FA)Fatty acids (FA) 5.635.63 글리세로지질(glycerolipids, GL)Glycerolipids (GL) 12.6812.68 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)Glycerophospholipid (GP) 24.6524.65 폴리케티드(polyketide, PK)Polyketide (PK) 20.4220.42 프레놀지질(prenol lipids, PR)Prenol lipids (PR) 6.346.34 사카로지질(saccharolipids, SL)Saccharolipids (SL) 2.112.11 스핑고지질(sphingolipid, SP)Sphingolipid (SP) 21.1321.13 스테롤 지질(sterol lipids, ST)Sterol lipids (ST) 7.047.04 총 지질 대사체Total lipid metabolite 100100

상기 실험예 <2-1> 및 <2-2>의 지질 대사체 분석 결과를 통해, 영역 암화 상태의 대장 조직 및 대장암 조직의 지질 대사체 분포도가 상이함을 확인하였다. The lipid metabolism analysis results of the experimental examples <2-1> and <2-2> showed that the distribution of the lipid metabolism in the colon cancer tissues and the colon cancer tissues was different.

Claims (3)

1) 대장암이 의심되는 개체로부터 분리된 대장 조직의 지질 대사체의 발현 정도를 분석하는 단계;
2) 상기 지질 대사체의 발현 정도가 정상인으로부터 분리된 생물학적 시료의 지질 대사체의 발현 정도와 비교하여 1.5배 이상 증가 또는 감소한 지질 대사체를 선별하고, 하기 8개의 군으로 분류하는 단계:
지방산(fatty acids, FA), 글리세로지질(glycerolipids, GL), 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP), 폴리케티드(polyketide, PK), 프레놀지질(prenol lipids, PR), 사카로지질(saccharolipids, SL), 스핑고지질(sphingolipid, SP) 및 스테롤 지질(sterol lipids, ST); 및
3) 상기 지질 대사체들에서, 지방산(fatty acids, FA)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 4.6 내지 5.9%, 글리세로지질(glycerolipids, GL)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 5.3 내지 13.2%, 글리세로인지질(glycerophospholipid, GP)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 15.0 내지 25.2%, 폴리케티드(polyketide, PK)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 19.9 내지 31.6%, 프레놀지질(prenol lipids, PR)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 5.5 내지 6.6%, 스핑고지질(sphingolipid, SP)에 속하는 지질 대사체들의 비율이 19.6 내지 30.6% 또는 스테롤 지질(sterol lipids, ST)에 속하는 지질 대사체들이 5.5 내지 7.3%인 경우, 대장암이 발생할 가능성이 높은 고위험군으로 판정하는 단계;
를 포함하는, 대장암의 조기 진단을 위한 정보 제공 방법.
1) analyzing the degree of expression of a lipid metabolite in a colon tissue isolated from a subject suspected of having colon cancer;
2) Classification of lipid metabolites increased or decreased by 1.5 times or more compared with the expression level of lipid metabolism of biological samples isolated from normal individuals, and classified into the following eight groups:
It is known that fatty acids (FA), glycerolipids (GL), glycerophospholipids (GP), polyketides (PK), prenol lipids (PR), saccharolipids , SL), sphingolipid (SP) and sterol lipids (ST); And
3) In the above lipid metabolites, the ratio of lipid metabolites belonging to fatty acids (FA) is 4.6 to 5.9%, the ratio of lipid metabolites belonging to glycerolipids (GL) is 5.3 to 13.2% The ratio of lipid metabolites belonging to glycerophospholipid (GP) is 15.0 to 25.2%, the ratio of lipid metabolites belonging to polyketide (PK) is 19.9 to 31.6%, prenol lipids (PR) ) Of the lipid metabolites belonging to Sphingolipid (SP) is 5.5 to 6.6%, the ratio of lipid metabolites belonging to sphingolipid (SP) is 19.6 to 30.6% or lipid metabolites belonging to sterol lipids (ST) are 5.5 To 7.3%, it is determined to be a high-risk group having a high possibility of colon cancer;
Wherein the information is provided for early diagnosis of colon cancer.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 단계 1)의 지질 대사체의 발현정도는 핵자기공명분광기, 크로마토그래피, 자외선분광기, 적외선분광기, 형광분광기, ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay) 및 질량분석기로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 이용하여 분석되는 것인, 대장암의 조기 진단을 위한 정보 제공 방법.
The method according to claim 1, wherein the degree of expression of the lipid metabolism in step 1) is from a group consisting of nuclear magnetic resonance spectroscopy, chromatography, ultraviolet spectroscopy, infrared spectroscopy, fluorescence spectroscopy, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) Wherein the analysis is carried out using at least one selected.
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Clinical Lipidology, 2013, Vol. 8, pp 137-150.
International Journal of Molecular Sciences, 2016, Vol. 17, pp 1-26.
UNIVERSITEITGENT, 박사학위논문, 2016, pp 1-56.

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