KR102089032B1

KR102089032B1 - 보체 성분 c8 감마를 이용한 알츠하이머병의 진단방법

Info

Publication number: KR102089032B1
Application number: KR1020190094456A
Authority: KR
Inventors: 석경호; 김종헌; 이호원; 고판우
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-05-29
Also published as: WO2021025412A1

Abstract

본 발명은 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma)를 이용한 알츠하이머병의 진단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma) 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병의 진단용 조성물, 진단용 키트 및 알츠하이머병의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여 보체 성분 C8 감마를 정성 또는 정량 분석하는 방법에 대한 것이다.
상기 보체 성분 C8 감마는 알츠하이머병환자에서 정상군 대비 유의적으로 증가된 수준을 보일 뿐만 아니라, 특히 혈장과 같은 체액 시료를 통해서 측정 가능하므로 측정의 용이성이 크기 때문에 알츠하이머병 진단의 바이오마커로서 효용성이 우수하다.

Description

보체 성분 C8 감마를 이용한 알츠하이머병의 진단방법{Method for diagnosing Alzheimer's disease using complement component C8 gamma}

본 발명은 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G)를 이용한 알츠하이머병의 진단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보체 성분 C8 감마 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병의 진단용 조성물, 진단용 키트 및 알츠하이머병의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여 보체 성분 C8 감마를 정성 또는 정량 분석하는 방법에 대한 것이다.

인간의 평균 수명이 늘어나고 전 세계적으로 고령화 사회가 되어가면서 퇴행성 뇌질환의 치료법 및 진단 기술의 수요가 증가하고 있는 추세이다. 그러나 퇴행성 뇌질환에 있어서 현재까지 성공적인 치료제 개발은 희박한 상황이다. 특히, 퇴행성 뇌질환은 이의 조기진단이 이루어져 시기적절한 치료가 수행될 때 뇌질환 극복을 기대할 수 있기 때문에, 이의 조기 진단이 중요하다고 할 수 있다.

한편, 알츠하이머성 치매는 주로 65세 이상 노년층에서 점진적인 기억력 감소와 인지기능 손상으로 특징되는 병이다. 병리수준에서는 베타-아밀로이드 단백질 침전물과 신경섬유 타우 단백질의 엉킴현상이 대표적인 병인으로 인정받고있다. 세계 치매 유병률은 2010년 3,560만명에서 2050년 1억 1,540만명으로 매우 가파른 증가세를 나타내어 공공보건의 가장 치명적인 위협이 될 것으로 전망되며(Alzheimers Dement. (2007) 3:186-191), 이러한 치매 중 알츠하이머성 치매가 가장 큰 비중을 차지한다. 현재까지 많은 연구를 통하여 발병기전의 연구와 치료제 개발에 많은 투자가 이루어졌음에도 불구하고, 아직까지도 알츠하이머병은 조기진단이 어려운 질환으로 확실한 조기 진단 바이오마커가 없는 실정이다. 바이오마커는 조기에 정확한 진단을 용이하게 하기 위하여 쉽게 측정되는 것이 좋으며, 특히 뇌 질환에 있어서 뇌 조직이나 신경조직을 침습적으로 채취하는데에는 상당한 위험성과 2차 합병증을 유발하는 등의 많은 어려움이 있는 것이 고려되어야한다. 또한 현재 뇌척수액에서 베타-아밀로이드 단백질의 농도 정량분석 및 뇌 영상의학검사가 치매(알츠하이머) 확진검사법으로 사용되고 있으나, 뇌척수액 검사 또한 침습적 검사법으로서 조기진단에는 부적절하며, 베타-아밀로이드 및 타우-단백질의 검출을 위한 양전자 단층촬영(PET) 검사도 고비용, 시·공간 제약의 한계가 존재한다(Lancet Neurol. (2010) 9:119).

바이오마커 분석에 있어서 최근 LC-MS/MS를 이용한 인간 단백체 분석이 광범위하게 활용되고 있다. LC-MS/MS를 이용한 인간 단백체 분석은 짧은 시간에 매우 많은 단백질의 발현 양상을 분석할 수 있어 바이오마커 발굴에 매우 유용한 측면이 있지만 validation이 필수적으로 수반이 되어야 한다는 한계가 있다(Clin Transl Med. 2014 Mar 29;3(1):7, Frantzi M, etc). 즉, LC-MS/MS를 이용한 인간 단백체 분석은 항체 등을 이용하여 실제 단백질의 발현 여부를 확인하는 과정을 거쳐야 비로소 임상적인 의미를 갖는 데이터가 된다고 할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허공개공보 US2010/0159486호는 신경질환을 갖는 환자의 시료에서 단백체 분석을 수행하여 매우 광범위한 단백질의 발현양상을 보고하고 있다. 상기 문헌에서 알츠하이머 환자의 시료에서 증가되는 것으로 보고하고 있는 transthyretin 단백질의 경우, ELISA 기법을 이용한 다른 연구 결과에서는 정상인과 비교해 알츠하이머 환자에서 단백질의 발현이 훨씬 낮은 것으로 보고된 바 있다(J Alzheimers Dis. 2015;47(3):761-71, J Alzheimers Dis. 2012;28(2):369-75, Curr Alzheimer Res. 2012 Oct;9(8):881-9). 이와 같이, 단백체(proteomic) 분석 결과만을 기초로는 정확하고 우수한 바이오마커를 선별하지 못한다는 한계가 있다.

본 발명자들은 알츠하이머 환자에서 C8G의 체액(특히, 혈장)내 수준이 현격하게 상승되는 것을 통해, C8G의 알츠하이머병 진단에 대한 바이오마커로서의 효용성을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은, 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G) 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병의 진단용 조성물 및 이를 포함하는 알츠하이머병 진단용 키트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 알츠하이머병의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여 피검체로부터 채취한 시료로부터 보체 성분 C8 감마의 발현 수준을 정성 또는 정량분석 하는 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보체 성분 C8 감마 (Complement component C8 gamma, C8G) 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병의 진단용 조성물 및 이를 포함하는 알츠하이머병 진단용 키트를 제공한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알츠하이머병의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여 피검체로부터 채취한 시료로부터 보체 성분 C8 감마 발현 수준을 정성 또는 정량분석 하는 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 명세서에서 용어 “진단”은 특정 질병 또는 질환에 대한 한 객체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 한 객체가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는지 여부를 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 객체의 예후(prognosis)를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링 하는 것)를 모두 포함하는 개념이다. 바람직하게 본 발명에서의 진단은 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma) 폴리펩타이드의 발현 수준을 측정하여 알츠하이머병의 존재 또는 발병 여부를 확인하는 것일 수 있다.

본 발명에서 용어‘알츠하이머병’은 알츠하이머성 치매로도 불리며, 노화에 따라 수반되는 뇌 질환으로서 뇌 전체에 걸쳐 세포외 베타아밀로이드 침착과 세포내 과인산화 타우단백질에 의해 신경세포가 사멸하는 것으로 알려져 있으며 이는 점진적인 기억력 장애, 인지력 결손, 개인 성격의 변화 등을 초래하는 질병이다. 본원발명에서 용어 ‘알츠하이머병’은 특히 경도인지장애(mild cognitive impairment, MCI)와는 구분되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명에서 상기 ‘알츠하이머병’은 NINCDS-ADRDA 진단기준에 따라 알츠하이머병으로 판정된 것을 의미한다 (Neurology, 1984;34(7);939).

본 발명에서 용어 '발현(expression)'은 세포에서 단백질(폴리펩타이드) 또는 핵산이 생성되는 것을 의미한다.

본 발명에서 용어 '단백질'은 '폴리펩타이드(polypeptide)' 또는 '펩타이드(peptide)'와 호환성 있게 사용되며, 예컨대, 자연 상태의 단백질에서 일반적으로 발견되는 바와 같이 아미노산 잔기의 중합체를 말한다.

본 발명에서 용어'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 RNA이다.

본 발명자들은 C8G 폴리펩타이드(Complement component C8 gamma)가 알츠하이머병 환자에서 특이적으로 체액(특히, 혈장) 내 수준이 현격하게 상승되는 것을 확인하였으며, 이러한 C8G의 알츠하이머 병에 대한 진단적 용도는 본원 발명에서 최초로 공개한다. 이는 기존에 C8A(Complement component C8 alpha) 및 C8B(Complement component C8 beta)와 같은 보체 단백질 C8의 서브유닛 폴리펩티드들이 기존에 알츠하이머 병에 대하여 유의적 변화가 없어 진단적 가치가 없는 것으로 알려진 것과는 상반된다(Reichwald J et al., J Neuroinflammation. 2009 Nov 17;6:35.). 또한 C8A 및 C8B 유전자는 Chromosome 1에 위치해 있고 일반적인 다른 보체 활성과 유사한 발현패턴을 가지고 있으나, C8G의 경우 Chromosome 9에서 리포칼린 패밀리 유전자와 인접한 유전자 좌위(locus)를 가지고 있어 발현 유도기전이 다른 보체들과는 다른 것으로 보고 있다. 따라서 본 발명은 C8G 폴리펩타이드가 C8 보체 단백질 또는 이들의 서브유닛 폴리펩티드 등을 포함하여 다른 보체들의 체내 행태와는 독립적인 생물학적 지표로서(특히 알츠하이머병의 지표로서) 활용 가능함을 제시한다.

한편, C8은 C8A, C8B 및 C8G로 구성된 단백질 복합체를 의미한다. C8 복합체의 구조와 서브유닛의 기능은 비전형적이다. 문헌에 의하면 혈액 내에 존재하는 단백질을 음이온 교환수지(anion exchange chromatography) 분석한 결과, 동량의 C8 복합체와 비교하여 C8B와 C8A 또는 C8G의 양적 비율이 다르게 존재한다는 것을 확인하였다. 즉, 혈중에서 free C8B 보다 free C8A 또는 C8G의 양이 훨씬 많이 존재한다는 것을 확인하였고 이는 C8B가 C8 복합체 활성 및 발현과 직접적인 관련성이 있는 반면 C8A와 C8G는 C8 복합체에서 분해되어 유래된 것도 존재하지만 뿐만 아니라 독립적으로 발현한 것으로 볼 수 있다 (J Immunol. 1988 Oct 15;141(8):2674-9). 또 다른 문헌에서는 간암세포를 이용하여 C8 복합체 서브유닛의 발현을 염증 자극 후 확인한 결과 C8A와 C8G는 염증 자극 후 매우 민감하게 유전자 수준이 증가하고 분비된 후 다시 감소하는 반면 C8B는 느리게 반응하고 합성되어 분비된다는 것을 보고하였다 (Immunopharmacology. 1997 Dec;38(1-2):167-75). 한편, 각 서브 유닛의 돌연변이를 합성하여 인위적으로 C8 복합체를 만들어 보체 활성을 확인한 결과 C8G는 C8의 활성에 반드시 필요한 요소가 아니며 C8A와 독립적으로 발현된다는 것이 확인된 바가 있다 (J Immunol. 1998 Jul 1;161(1):311-8). 따라서 이러한 선행 문헌을 종합해 봤을 때 C8G의 변화는 C8 복합체 및 보체 활성에 대한 지표가 되기 어려우며 독립적인 발현 및 기능을 가질 가능성이 매우 높다. 따라서 C8G의 발현과 C8 복합체의 활성은 직접적인 인과관계를 가진다고 보기 어렵고 본 발명에서도 알츠하이머 진단을 위한 바이오마커로서 C8과는 독자적인 C8G를 제공한다.

다른 한편, 미국 공개특허공보 US2010/0159486호에는 신경질환 환자 유래의 시료에서 보체 성분 C8 감마 유래의 폴리펩티드를 분석한 결과가 제시되어 있으나, 상기 문헌은 LC-MS/MS에 기반한 단백체 분석 결과로서 그 결과의 신뢰성을 보장할 수 없으며, 상기 문헌에 기재된 데이터를 참고하면 보체 성분 C8 감마 유래의 폴리펩티드가 경증인지장애(mild cognitive impairment, MCI)와 알츠하이머 환자를 구분하는 바이오마커로서 활용이 될 수 있다고만 판단할 수 있을 뿐, 정상인과 알츠하이머 환자를 구분할 수 있는 바이오마커가 될 수 있는지를 알기는 어렵다는 한계가 있다.

따라서, 본 발명은 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G) 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병의 진단용 조성물 및 이를 포함하는 알츠하이머병 진단용 키트를 제공한다.

상기 ‘C8G 발현수준 측정’이란 C8G 폴리펩타이드 또는 C8G 코딩 유전자의 발현 수준을 측정하는 것을 의미한다.

본 발명에서 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G) 폴리펩타이드는 바람직하게 인간 유래의 것으로 알려진 것이라면 그 구체적 서열이 특별히 제한되지 않으나, 일례로 GenBank(NCBI) accession number: NP_000597(서열번호 1) 등으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 바람직하게 본 발명의 보체 성분 C8 감마 폴리펩타이드는 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩타이드 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열로 이루어지는 폴리펩타이드 일 수 있다. 상기 보체 성분 C8 감마 폴리펩타이드는 일례로 GenBank(NCBI) accession number : NM_000606(mRNA, 서열번호 2)등의 폴리뉴클레오타이드 서열에 의해서 코딩되는 것으로 알려져 있으며, NG_029580(RefSeqGene on chromosome 9) 등의 유전자 서열을 참조로 할 수 있다.

상기 C8G 폴리펩타이드의 발현수준을 측정하는 제제는, 당업계에 단백질의 발현수준 측정에 사용가능한 것으로 알려진 것이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 C8G 폴리펩타이드에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머일 수 있다.

본 발명에서 용어 '항체(antibody)'는 항원성 부위에 특이적으로 결합하는 면역글로불린(immunoglobulin)을 의미한다. 본 발명에서의 C8G 항체는 C8G 이외의 다른 폴리펩타이드에는 반응하지 않고, C8G 폴리펩타이드에만 특이적으로 결합하는 항체이다. 본 발명에서 C8G 폴리펩타이드에 특이적으로 결합하는 항체는, 바람직하게는 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩타이드(C8G)에 특이적으로 결합하는 항체일 수 있다. 상기 항체는 C8G 코딩 유전자를 발현벡터에 클로닝하여 상기 유전자에 의해 암호화되는 단백질(폴리펩타이드)을 수득하고, 수득한 단백질을 동물에 주입하여 생성되는 항체를 수득하는 등의 당해 기술분야의 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 상기 C8G 항체는 C8G 전장 서열 폴리펩타이드를 통해 제작되는 것일 수도 있고, 또는 C8G 폴리펩타이드의 항원성 부위를 포함하는 단편을 이용하여 제조할 수도 있다. 본 발명의 항체의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 다클론항체(polyclonal antibody) 또는 단일클론항체(monoclonal antibody)를 포함한다. 또한 항원-항체 결합성(반응)을 갖는 것이면 전체 항체의 일부도 본 발명의 항체에 포함되며, C8G에 특이적으로 결합하는 모든 종류의 면역글로불린 항체가 포함된다. 예를 들어 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 갖는 완전한 형태의 항체 뿐 아니라 항체 분자의 기능적인 단편, 즉 항원 결합 기능을 갖는 Fab, F(ab'), F(ab')2 및 Fv 등을 포함한다. 나아가 본 발명의 항체에는 C8G 폴리펩타이드에 특이적으로 결합할 수 있는 것이라면 인간화 항체, 키메릭 항체 등의 특수 항체와 재조합 항체도 포함된다.

본 발명에서 용어‘앱타머’는 시료 내의 검출하고자 하는 분석물질과 특이적으로 결합할 수 있는 물질로 그 자체로 안정된 삼차 구조를 가지는 단일 가닥 핵산(DNA, RNA, 또는 변형 핵산)을 의미하는 것으로, 특이적으로 시료 내의 표적 단백질(폴리펩타이드)의 존재를 확인할 수 있다. 앱타머의 제조는 일반적인 앱타머의 제조 방법에따라, 확인하고자 하는 표적 단백질(본 발명에서는 C8G 폴리펩타이드)에 대해 선택적이고 높은 결합력을 가지는 올리고뉴클레오티드의 서열을 결정하여 합성한 후, 올리고뉴클레오티드의 5' 말단이나 3' 말단을 앱타머 칩의 관능기에 결합할 수 있도록, -SH, -COOH, -OH 또는 -NH2로 변형을 시킴으로써 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명에서 상기 C8G 코딩 유전자의 발현 수준을 측정한다는 의미는 상기 C8G 코딩 유전자로부터 파생되는 전사물들의 발현 수준을 측정하는 것을 포함하는 의미이고, 일례로 C8G mRNA 발현 수준을 측정하는 것을 포함한다.

따라서 C8G 코딩 유전자의 발현 수준을 측정하는 제제는 이에 제한되지 않으나, 바람직하게 상기 유전자로부터 발현된 mRNA를 검출하는 제제를 의미하는 것일 수 있다. 따라서 C8G 코딩 유전자를 검출하는 제제는, 상기 유전자로부터 발현된 mRNA에 특이적으로 부착 또는 혼성화(hybridization)하는 리간드라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 프라이머(쌍) 또는 프로브 일 수 있다.

상기 “프라이머”는 짧은 자유 3-말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍을 형성할 수 있고 템플레이트 가닥 복사을 위한 시작 지점으로서 작용하는 짧은 핵산 서열을 말한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응을 위한 시약(즉, DNA 폴리머라제 또는 역전사효소) 및 상이한 4 가지의 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재 하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당업계에 공지된 기술에 따라 적절히 선택될 수 있다.

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 C8G mRNA의 발현 수준을 측정하기 위한 프라이머는 C8G 코딩 유전자 서열에 완벽하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, DNA 합성을 통해 C8G mRNA 또는 C8G cDNA의 특정 구간을 증폭하여 C8G mRNA의 양을 측정하려는 목적에 맞는 길이와 상보성을 갖는 것이면 충분하다. 상기 증폭 반응을 위한 프라이머는 증폭하고자 하는 C8G mRNA의 특정 구간의 양쪽 끝부분의 주형(또는 센스, sense)과 반대편(안티센스, antisense)에 각각 상보적으로 결합하는 한 세트(쌍)으로 구성된다. 프라이머는 당업자라면 C8G mRNA 또는 cDNA 염기서열을 참조하여 용이하게 디자인할 수 있다.

'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 C8G mRNA에 상보적인 프로브를 피검체의 시료와 혼성화 반응(hybridization)을 수행하여 C8G mRNA의 발현량을 측정함으로써 알츠하이머병의 진단에 이용할 수 있다. 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당업계에 공지된 기술에 따라 적절하게 선택할 수 있다.

본 발명의 프라이머 또는 프로브는 포스포아미다이트(phosphoramidite) 고체지지체 합성법이나 기타 널리 공지된 방법을 이용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 또한 프라이머 또는 프로브는 C8G 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.

본 발명의 진단용 키트에는 C8G의 발현 수준을 측정하기 위하여 선택적으로 C8G 폴리펩타이드를 마커로 인식하는 항체, 앱타머 또는 C8G mRNA를 마커로 인식하는 프라이머, 프로브 뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액 또는 장치가 포함될 수 있다.

구체적인 양태로서 상기 키트는 웨스턴 블랏, ELISA(enzyme-linked immunospecific assay), 방사선면역분석, 방사선 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 면역염색법, 면역침전 분석법, 보체 고정 분석법, FACS(Fluorescence activated cell sorter) 또는 단백질 칩 방법을 수행하기 위해 필요한 공지의 필수요소 및 부수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 키트일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일례로, 상기 키트는 C8G 폴리펩타이드에 대한 특이적인 항체를 포함한다. 상기 항체는 목적 마커 단백질(본 발명에서, C8G 폴리펩타이드)에 대한 특이성 및 친화성이 높고 다른 단백질에 대한 교차반응성이 거의 없는 항체로, 단클론 항체, 다클론 항체 또는 재조합 항체이다. 또한 상기 키트는 추가적으로 대조군 단백질에 특이적인 항체를 포함할 수 있다. 그 외 상기 키트는 결합된 항체를 검출할 수 있는 시약, 예를 들면, 표지된 2차 항체, 발색단(chromophores), 효소(항체와 컨주게이트된 형태로서) 및 그의 기질 또는 항체와 결합할 수 있는 다른 물질 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 키트는 잉여의 발색 기질 및 결합되지 않은 단백질 등은 제거하고 항체와 결합된 단백질 마커만을 보유할 수 있는 세척액 또는 용리액을 포함할 수 있다.

또한 상기 키트는 당업계에 프라이머(프라이머쌍) 또는 프로브를 구성품으로 제공하는 분석 키트로서 알려진 것이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 PCR(polymerase chain reaction, 중합효소연쇄반응), RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅, 서던 블랏팅 또는 DNA 마이크로어레이 칩용 키트 등을 포함한다.

일례로, 상기 진단 키트는 중합효소반응을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단용 키트일 수 있다. 중합효소반응 키트는 마커 유전자(mRNA)에 대한 특이적인 각각의 프라이머 쌍을 포함한다. 프라이머는 각 마커 유전자(mRNA)의 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 중합효소반응 키트는 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), DNA 폴리머라아제(예를 들어 Taq-폴리머라아제) 및 역전사효소, DNAse, RNAse 억제제 DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 알츠하이머병 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, 피검체로부터 채취한 시료로부터 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G) 발현 수준을 정성 또는 정량분석하는 방법을 제공한다.

구체적으로 상기 방법은 (a) 피검체의 시료로부터 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G) 발현 수준을 측정하는 단계;및

(b) 상기 C8G 발현 수준을 정상인과 비교하고, 정상인에 비해 C8G 발현 수준이 증가한 피검체를 알츠하이머병에 걸린 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.

본 발명에서 용어‘분석’은 바람직하게‘측정’을 의미하는 것일 수 있고, 상기 정성분석은 목적하는 물질의 존재 여부를 측정 및 확인하는 것을 의미하는 것일 수 있으며, 상기 정량분석은 목적하는 물질의 존재 수준(발현 수준) 또는 양의 변화를 측정 및 확인하는 것을 의미하는 것일 수 있다. 본 발명에서 분석 또는 측정은 정성적인 방법과 정량적인 방법을 모두 포함하여 제한 없이 수행될 수 있으며, 바람직하게는 정량적인 측정이 수행되는 것일 수 있다.

이하, 상기 방법을 각 단계에 따라 설명한다.

상기 (a) 단계는 피검체(잠재 환자)로부터 제공된 시료에서 보체 성분 8 감마(Complement component C8 gamma, C8G) 발현 수준을 측정하는 단계이다.

상기 시료는 알츠하이머병의 발병 여부를 진단하고자 하는 피검체에서 채취된 것이면 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 생물학적 액체 시료(체액 시료)를 사용하는 것일 수 있으며, 일례로 혈액, 혈장, 혈청, 타액, 비액, 객담, 관절낭액, 양수, 복수, 자궁경부 또는 질 분비물, 소변 및 뇌척수액을 사용하는 것일 수 있다. 본 발명은 알츠하이머병이 발생된 직접적 뇌 병변조직 외의 체액시료(일례로, 혈장)를 통해 진단이 가능하여, 진단의 효용성, 신속성, 편이성 및 안전성 등이 증가된다는 점에서 기술적 의의가 크다. 본 발명에서 상기 시료는 가장 바람직하게는 혈액, 혈장, 또는 혈청일 수 있다.

상기 시료는 검출(측정) 또는 진단에 사용하기 전에 전처리할 수 있다. 예를 들어, 균질화(homogenization), 여과, 증류, 추출, 농축, 방해 성분의 불활성화, 시약의 첨가 등을 포함할 수 있다.

상기 (a) 단계에서 C8G 발현 수준 측정은 C8G 단백질 또는 C8G 코딩 유전자 발현 수준을 측정하는 것을 의미한다.

상기 단백질 발현 수준 측정은 당업계에 공지된 단백질 발현 측정 방법에 의한 것이라면 측정 방법이 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 웨스턴 블랏, ELISA(enzyme-linked immunospecific assay), 방사선면역분석, 방사선 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 면역염색법(면역조직화학염색 및 면역형광염색 등 포함), 면역침전 분석법, 보체 고정 분석법, FACS(Fluorescence activated cell sorter) 또는 단백질 칩방법 중 어느 하나를 이용하는 것일 수 있다.

상기 유전자 발현 수준 측정은 당업계에 공지된 유전자 발현 측정 방법에 의한 것이라면 측정 방법이 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게 PCR(polymerase chain reaction), RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅(northern blotting), 서던 블랏팅(southern blotting) 및 DNA 칩으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 이용하는 것일 수 있다.

상기 (b) 단계에서는 상기 (a) 단계에서 측정한 피검체 시료의 C8G 발현 수준을 정상인과 비교하고, 정상인에 비해 C8G 발현 수준이 증가한 피검체를 알츠하이머병에 걸린 것으로 판정하는 단계이다.

상술한 (a) 단계의 방법으로 측정한 피검체 시료의 C8G 발현 수준(유전자 또는 단백질 수준을 모두 포함)을, 동일한 방법으로 측정한 정상인 시료의 C8G 발현 수준과 비교한다. 이때 상기 시료는 피검체와 정상인 간에 동일한 종류 또는 동일한 방법에 의해 수득된 시료인 것이 바람직하다. C8G의 발현 수준이 건강한 정상인에 비하여 증가한(up-regulated, 발현이 상향 조절된) 피검체를 알츠하이머병에 걸린 것으로 판정한다.

보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G)는 알츠하이머병 환자에서 정상군 대비 유의적으로 증가된 수준을 보일 뿐만아니라, 특히 혈장과 같은 체액 시료를 통해서 측정 가능하므로 측정의 용이성이 크기 때문에 알츠하이머병 진단의 바이오마커로서 효용성이 우수하다.

도 1은 정상 대조군(NOR)과 AD 환자군에서 혈장 내의 보체 성분 C8 감마( C8G) 수준을 unpaired two-tailed Student’s t test (p<.0001)에 기반하여 비교평가한 결과를 나타낸다. 각 실험군에서의 가로 막대는 C8G 수준의 평균값을 나타낸다.
도 2는 바이오마커로서 AD 환자군의 혈장 내 C8G 수준에 대한 ROC 곡선(Receiver operating charateristic curve)을 나타낸다(AUC: area under curve).

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

알츠하이머병 진단을 위한 혈장 내 C8G의 바이오마커로서의 효용성 확인

1) 실험방법

환자: 경북대학교 병원 치매 클리닉(대구, 한국) 환자들을 대상으로 하였으며, 구체적인 환자들의 정보는 하기 표 1 과 같다. 신경심리학검사, 정신의학적인 평가와 인터뷰, 아포리포단백질E를 포함하는 혈액 분석, 뇌 자기공명영상을 포함한 검사를 시행하였고, NINCDS-ADRDA 진단기준에 따라 알츠하이머 치매로 진단된 환자를 포함하였다 (Neurology, 1984;34(7);939). 진단의 정확성을 높이기 위해 1년 이상 추적관찰하여 알츠하이머 치매에 합당한 경과의 환자를 대상으로 포함하였다. 신경심리학 검사는 mini-mental state examination(MMSE)을 포함한 서울신경심림검사 2판 (SNSB II, Seoul Neuropasychological Screening Batter)을 수행하였다.

혈장 샘플 : 하루 전날 8시간이상 금식한 환자들로부터 대정맥에서 채혈 한 혈액을 EDTA 튜브에 넣은 후, 프로테아제 저해제 칵테일(Roche Diagnostics)을 넣고 부드럽게 섞어준다. 상기 EDTA 처리 혈액을 3000 rpm의 속도로 10분간 원심분리하여, 혈장을 분리하였다. 수집 된 혈장 샘플을 드라이 아이스상에서 즉시 냉동시킨 다음 -80℃ 냉동고에 보관 하였다.

혈장 내 C8G 측정 : 혈장을 PBS를 이용하여 10,000배 희석한 다음 C8G에 대한 Sandwich enzyme-linked immunosorbent assay kit(LSBio)를 사용하여 제조사의 프로토콜에 따라 ELISA assay가 수행되었다. 상기 kit의 96 well plate에 각 well당 100μl의 희석된 혈장을 넣어 각 환자의 C8G 농도를 측정하였다. 사용된 human recombinant C8G protein의 standard 농도는 31.25 ~ 2000 pg/ml이다. 모든 측정은 이중으로 수행되었다.

통계적 분석: 통계 분석은 unpaired two-tailed Student’s t-test, Tukey multiple comparison test를 이용한 one-way ANOVA 또는 two-way ANOVA를 사용하여 다른 그룹의 평균을 비교함으로써 수행되었다. SPSS version 14.0K 소프트웨어(SPSS Inc., Chicago, IL)를 사용하여 데이터 세트를 분석 하였다. 통계적 유의성은 p <0.05에서 확립되었다.

2) 실험결과

도 1에서 보는 바와 같이, 정상군(7 명)과 AD 환자(23 명)에서 혈장 내 C8G 농도 차이는 p=0.0078의 차이를 나타내었으며, AD 환자군에서 현격하게 증가된 상태를 나타내었다. 이러한 결과는 C8G의 혈중 농도 증가와 알츠하이머 치매 발병과의 밀접한 관련성을 나타낸다.

또한 ROC 곡선으로 AD 환자의 혈장 내 C8G 수준의 예측 중요성(predictive significance)을 평가하였다. 도 2에서 보는 바와 같이, AD 환자에서 ROC 곡선 아래 면적(AUC, 즉 정확도)은 0.9048 이었다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma)를 이용한 알츠하이머병의 진단방법에 관한것으로, 보다 상세하게는 보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma) 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병의 진단용 조성물, 진단용 키트 및 알츠하이머병의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여 보체 성분 C8 감마를 정성 또는 정량 분석하는 방법에 대한 것이다.

상기 보체 성분 C8 감마는 알츠하이머병환자에서 정상군 대비 유의적으로 증가된 수준을 보일 뿐만아니라, 특히 혈장과 같은 체액 시료를 통해서 측정 가능하므로 측정의 용이성이 크기 때문에 알츠하이머병 진단의 바이오마커로서 효용성이 우수하므로, 체외진단 산업등의 분야에서 산업상 이용가능성이 크다.

<110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Method for diagnosing Alzheimer's disease using Complement component 8 gamma chain <130> NP19-0065 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 202 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Leu Pro Pro Gly Thr Ala Thr Leu Leu Thr Leu Leu Leu Ala Ala 1 5 10 15 Gly Ser Leu Gly Gln Lys Pro Gln Arg Pro Arg Arg Pro Ala Ser Pro 20 25 30 Ile Ser Thr Ile Gln Pro Lys Ala Asn Phe Asp Ala Gln Gln Phe Ala 35 40 45 Gly Thr Trp Leu Leu Val Ala Val Gly Ser Ala Cys Arg Phe Leu Gln 50 55 60 Glu Gln Gly His Arg Ala Glu Ala Thr Thr Leu His Val Ala Pro Gln 65 70 75 80 Gly Thr Ala Met Ala Val Ser Thr Phe Arg Lys Leu Asp Gly Ile Cys 85 90 95 Trp Gln Val Arg Gln Leu Tyr Gly Asp Thr Gly Val Leu Gly Arg Phe 100 105 110 Leu Leu Gln Ala Arg Asp Ala Arg Gly Ala Val His Val Val Val Ala 115 120 125 Glu Thr Asp Tyr Gln Ser Phe Ala Val Leu Tyr Leu Glu Arg Ala Gly 130 135 140 Gln Leu Ser Val Lys Leu Tyr Ala Arg Ser Leu Pro Val Ser Asp Ser 145 150 155 160 Val Leu Ser Gly Phe Glu Gln Arg Val Gln Glu Ala His Leu Thr Glu 165 170 175 Asp Gln Ile Phe Tyr Phe Pro Lys Tyr Gly Phe Cys Glu Ala Ala Asp 180 185 190 Gln Phe His Val Leu Asp Glu Val Arg Arg 195 200 <210> 2 <211> 888 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 agagtagact ctgtcctggg acttggtggt gctacccttg gcctcccaca gtcctgccac 60 cctgctgccg ccaccatgct gccccctggg actgcgaccc tcttgactct gctcctggca 120 gctggctcgc tgggccagaa gcctcagagg ccacgccggc ccgcatcccc catcagcacc 180 atccagccca aggccaattt tgatgctcag cagtttgcag ggacctggct ccttgtggct 240 gtgggctccg cttgccgttt cctgcaggag cagggccacc gggccgaggc caccacactg 300 catgtggctc cccagggcac agccatggct gtcagtacct tccgaaagct ggatgggatc 360 tgctggcagg tgcgccagct ctatggagac acaggggtcc tcggccgctt cctgcttcaa 420 gcccgagacg cccgaggggc tgtgcacgtg gttgtcgctg agaccgacta ccagagtttc 480 gctgtcctgt acctggagcg ggcggggcag ctgtcagtga agctctacgc ccgctcgctc 540 cctgtgagcg actcggtcct gagtgggttt gagcagcggg tccaggaggc ccacctgact 600 gaggaccaga tcttctactt ccccaagtac ggcttctgcg aggctgcaga ccagttccac 660 gtcctggacg aagtgaggag gtgaggccgg cacacagctc cagtgctgag aagtcagtgc 720 cccgagagac gaccccacca gtggggtgcc cgctgcctgt cctccgtgaa accagcctca 780 gatcagggcc ctgccaccca gggcagggga tcttctgccg gctgccccag aggacagtgg 840 gtggagtggt acctacttat taaatgtctc agaccccaaa aaaaaaaa 888

Claims

보체 성분 C8 감마(Complement component C8 gamma, C8G)의 폴리펩티드 또는 C8G 코딩 유전자의 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병의 진단용 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제제는
(a) C8G 폴리펩타이드에 특이적으로 결합하는 항체 또는 앱타머; 또는
(b) C8G mRNA에 특이적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브인 것을 특징으로 하는 조성물.
제3항에 있어서, 상기 C8G 폴리펩타이드는 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제3항에 있어서, 상기 C8G mRNA는 서열번호 2로 표시되는 염기서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
보체 성분 C8 감마의 폴리펩티드 또는 C8G 코딩 유전자의 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 알츠하이머병 진단용 키트.
알츠하이머병의 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, 피검체로부터 채취한 시료로부터 보체 성분 C8 감마의 폴리펩티드 또는 C8G 코딩 유전자의 발현 수준을 정성 또는 정량분석하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 방법은
(a) 피검체의 시료로부터 보체 성분 C8 감마의 폴리펩티드 또는 C8G 코딩 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계 및
(b) 상기 C8G 발현 수준을 정상인과 비교하고, 정상인에 비해 C8G 발현 수준이 증가한 피검체를 알츠하이머병에 걸린 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 타액, 비액, 객담, 관절낭액, 양수, 복수, 자궁경부 또는 질분비물, 소변 및 뇌척수액으로 이루어진 군에서 선택되는 체액 시료인 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제7항에 있어서, 상기 폴리펩티드 발현 수준 측정은 웨스턴 블랏, ELISA, 방사선면역분석, 방사선 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트면역전기영동, 면역염색법, 면역침전 분석법, 보체 고정 분석법, FACS 및 단백질칩으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 의한 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준 측정은 PCR, RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅(northern blotting), 서던 블랏팅(southern blotting) 및 DNA 칩으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 의한 것을 특징으로 하는 방법.