KR102130833B1 - Compositions for identification of exposure to diesel exhaust particle at nasal cavity - Google Patents

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Abstract

DEP에 노출된 비강세포 내 유전자 발현 변화를 확인하고, 실제 선연구 결과들을 기반으로 한 빅데이터 분석을 통한 신호전달 네트워크 확인을 통해, 특이적인 전사체적 발현 변화를 보이는 유전자인 VEGFA를 선별한 것으로, DEP에 노출시, 상기 VEGFA의 발현 수준이 하향 조절되는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 비강내 DEP 노출 여부 확인용 조성물은 기존 DEP 노출 확인 방법보다 신속하고 정확하게 진단 및 예측할 수 있으며, 상기 VEGFA는 염증 반응에 관여하는 유전자이기 때문에 DEP에 의해 유발되는 비강내 염증 질환의 진단에도 사용될 수 있다.VEGFA, which is a gene showing specific transcript expression changes, was selected by confirming the gene expression change in nasal cells exposed to DEP and confirming the signaling network through big data analysis based on actual pre-research results. When exposed to DEP, it was confirmed that the expression level of the VEGFA is down-regulated. Therefore, the composition for confirming whether intranasal DEP is exposed in the present invention can be diagnosed and predicted more quickly and accurately than the conventional method for confirming DEP exposure, and since VEGFA is a gene involved in an inflammatory response, diagnosis of intranasal inflammatory disease caused by DEP Can also be used for

Description

환경 유해물질인 디젤 배기 미립자의 비강 내 노출 여부 확인용 조성물{Compositions for identification of exposure to diesel exhaust particle at nasal cavity}Composition for identifying whether or not environmentally hazardous diesel exhaust particulates are exposed in the nasal cavity{Compositions for identification of exposure to diesel exhaust particles at nasal cavity}

본 발명은 환경 유해물질인 디젤 배기 미립자 (DEP)의 비강 내 노출 여부 확인용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DEP 노출시 비강내 발현이 변화하는 염증반응 관련 유전자를 이용한 디젤 배기 미립자에 대한 노출 여부를 확인하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for confirming whether or not environmentally hazardous substances, diesel exhaust particulates (DEP), are exposed in the nasal cavity, and more specifically, exposure to diesel exhaust particulates using genes related to inflammatory reactions in which intranasal expression changes upon exposure to DEP. How to check whether it is.

디젤 배기 미립자(diesel exhaust particle, DEP)는 연료의 불완전 연소 산물 입자를 중심으로, 그 주변에 엔진오일과 연소되지 않은 연료 및 생체에 자극을 주는 포름알데하이드 등의 산화물이나 나이트로(Nitro) 화합물 등의 유기성분과 황산염 및 질산염 등이 부착한 미세입자이다. DEP의 입자 분포는 대부분이 입경 100 mm 이하의 나노입자로 존재한다. 같은 무게의 입자 군은 입경이 작을수록 수량이 많아지고 또한 전체 표면적은 매우 커진다. 입자 표면 자체에 독성이 있거나 표면에 독성을 가진 물질을 흡착하고 있는 경우는 표면적이 클수록 독성이 강해질 가능성이 있다. DEP의 노출에 의해 알레르기 반응을 악화시킨다는 연구결과가 있으며 이는 T 세포의 정보전달 항진에 따른 히스타민 생성 증가, 호산구가 생성하는 독성이 강한 물질의 과다 방출 등에 따른 현상임이 밝혀졌다. 이에 따라 WHO 산하 IARC는 2012년을 기해 디젤 배기 입자를 1등급 발암물질로 지정하고 있다. Diesel exhaust particles (DEP) are mainly focused on incomplete combustion product particles of fuel, and oxides or nitro compounds such as engine oil, unburned fuel, and formaldehyde that stimulate the living body. It is a fine particle to which an organic component and sulfate and nitrate are attached. The particle distribution of DEP is mostly present as nanoparticles having a particle diameter of 100 mm or less. The particle group of the same weight has a larger particle number and a larger total surface area. When the particle surface itself is toxic or adsorbs a toxic substance on the surface, the larger the surface area, the stronger the toxicity may be. Studies have shown that allergic reactions are exacerbated by exposure to DEP, and it has been found that this is due to increased histamine production due to enhanced T cell communication and excessive release of highly toxic substances produced by eosinophils. Accordingly, in 2012, the IARC under WHO designated diesel exhaust particles as a first-class carcinogen.

100 mm 이하의 나노입자는 입자가 작아짐에 따라 폐에 침착이 증가하며 20 mm을 피크로 폐포에 침착은 약 50%에 달한다. 20 mm 이하의 DEP 나노 입자는 큰 입자에 비해 혈류로 들어가기 쉬우며 표면적이 넓어 독성과 관계가 깊으므로 염증, 혈전을 일으키기 쉽고 심장이나 간 등의 장기에 영향을 미칠 것으로 생각되고 있다. 미세입자의 주요부분을 겸하는 디젤 배기 미립자의 독성연구는 활발히 진행되고 있으며 알레르기성 비염이나 알레르기성 결막염 유발 기전 등의 연구가 주를 이루고 있다. 뿐만 아니라, DEP에 노출된 실험 동물모델에서 심장기능 이상이 나타났으며 노화 원인의 가능성이 있는 것 등이 제안되었다. 장기간 DEP를 알러젠(allergen)과 함께 실험동물의 호흡기 내로 투여했을 때 기도 내 호산구성 염증과 함께 천식이 유발된다고 보고되었다(Ris C, 2007; Sagai et al., 1996). 그리고 DEP를 항원과 함께 생쥐에 투여했을 때 기관지천식의 증상인 세 기관지가 광범위하게 좁아지는 현상이 나타나며, 작은 자극에 의해서도 예민하게 기도과민성이 항진되며, 점액성분이 과다분비된다고 보고되고 있다(Lim & Lee, 2002; Lim et al., 1998 Sagai et al., 1996).Nanoparticles of less than 100 mm increase in deposition in the lungs as the particles get smaller, and peak in 20 mm, reaching about 50% in the alveoli. DEP nanoparticles of 20 mm or less are more likely to enter the bloodstream than large particles and have a large surface area, which is deeply related to toxicity, so it is likely to cause inflammation, blood clots, and affect organs such as the heart and liver. Toxicity studies of diesel exhaust particulates, which also serve as the main part of the microparticles, are actively being conducted, and research on the mechanisms causing allergic rhinitis or allergic conjunctivitis has been mainly conducted. In addition, cardiac dysfunction appeared in experimental animal models exposed to DEP, and it was suggested that there is a possibility of aging. It has been reported that long-term administration of DEP with allergen into the respiratory tract of a laboratory animal causes asthma with eosinophilic inflammation in the airways (Ris C, 2007; Sagai et al., 1996). In addition, when DEP is administered to mice with antigens, three bronchi, which are symptoms of bronchial asthma, are broadly narrowed, and even small irritation has been reported to promote hypersensitivity to airways and hypersecretion of mucus components (Lim & Lee, 2002; Lim et al., 1998 Sagai et al., 1996).

DEP를 포함하는 미세 입자의 위해성 연구는 많이 진행되고 있으나 보다 더 간편한 방법으로 노출 및 독성을 예측할 수 있는 인간 세포주 시스템을 이용한 연구 보고는 아직 적다.Although many studies on the risk of microparticles containing DEP have been conducted, there have been few reports of studies using a human cell line system that can predict exposure and toxicity in a more convenient way.

또한 유해물질의 노출에 대한 검색 방법 역시 아직까지는 GCMS(Gas Chromatography-Mass Spectrometer) 또는 HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 등의 고전적인 방법에 국한되어 있다. GC-MS 또는 HPLC 방법 등을 이용하면 정량은 가능하나 분석을 위한 적정 조건을 설정하여야 하며 고가의 장비 등이 필요하다. 그러므로 보다 빠르고 간편한 스크리닝(screening) 방법, 예를 들면 프라이머(primer)를 이용하는 실시간(real-time) PCR(Real-time reverse transcript polymerase chainreaction), 웨스턴 블랏(Western blot) 또는 DNA 마이크로어레이 칩 등으로 신속한 위해성 평가를 통해 인체에서의 독성작용, 유전자 발현 여부 등을 탐색할 수 있는 분자적 지표를 발굴하고 활용하여 DEP의 노출에 대한 적절한 대책 및 관리를 수행하는 것이 중요한 과제이다.In addition, detection methods for exposure to harmful substances are still limited to classical methods such as Gas Chromatography-Mass Spectrometer (GCMS) or High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Quantification is possible by using GC-MS or HPLC method, but it is necessary to set appropriate conditions for analysis and requires expensive equipment. Therefore, faster and simpler screening methods such as real-time reverse transcript polymerase chainreaction (PCR) using primers, Western blot or DNA microarray chip It is an important task to discover and utilize molecular indicators that can explore toxic effects and gene expression in the human body through risk assessment and to take appropriate measures and management for exposure to DEP.

이에 본 발명자들은 DEP 노출 여부를 확인할 수 있는 보다 간단한 방법에 대하여 연구한 결과, 실제 연구 논문들에 대한 텍스트 기반의 빅데이터 분석에 의한 신호전달 네트워크 확인을 통해, DEP에 노출된 비강 내 상피 세포에서 특이적인 전사체적(transcriptomic) 발현 변화를 보이는 유전자를 선별하여 DEP 노출 여부 확인용 바이오마커를 개발하였다.As a result, the present inventors studied a simpler method of confirming whether DEP was exposed. As a result, by confirming a signaling network by text-based big data analysis of actual research papers, epithelial cells in the nasal cavity exposed to DEP Genes showing specific transcriptomic expression changes were selected to develop biomarkers for DEP exposure.

따라서 본 발명의 목적은 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for confirming whether or not diesel exhaust particulates are exposed in the nasal cavity.

또한 본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 조성물을 포함하는, 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 키트를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a kit for confirming whether or not diesel exhaust particulates are exposed in the nasal cavity, comprising the composition according to the present invention.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for evaluating whether or not diesel exhaust particulates are exposed in the nasal cavity.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 비강내 디젤 배기 미립자(diesel exhaust particle) 노출 여부 확인용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for confirming whether or not exposure to diesel exhaust particles in a nasal cavity including a VEGFA protein or an agent for measuring the expression level of mRNA encoding the same.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 키트를 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a kit comprising the composition.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 확인하여 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a method for evaluating exposure of diesel exhaust particles in the nasal cavity by confirming the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding the same.

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

본 발명은 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현수준을 측정하는 제제를 포함하는 비강내 디젤 배기 미립자(diesel exhaust particle, DEP) 노출 여부 확인용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for confirming whether or not exposure to diesel exhaust particles (DEP) in a nasal cavity including an agent for measuring the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding the same.

VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA은 1.5배 이상 증가 또는 감소하는 발현 변화를 보여주며, 비강에서 디젤 배기 미립자에 의해서 발현이 변화하는 것을 특징으로 한다.The VEGFA protein or mRNA encoding it shows an increase or decrease in expression over 1.5-fold, and is characterized by a change in expression by diesel exhaust particulates in the nasal cavity.

따라서 상기 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA는 상부호흡기, 특히 비강에 대한 특이적 “바이오마커”로 사용될 수 있다. 상기 “바이오마커(biomarker)”란 DEP에 노출시 비강 내에서 증가 또는 감소를 보이는 폴리펩타이드 또는 핵산(예컨대, mRNA 등), 지질, 당지질, 당단백질, 당(단당류, 이당류, 올리고당류 등) 등과 같은 유기 생체 분자 등을 포함한다.Thus, the VEGFA protein or mRNA encoding it can be used as a specific “biomarker” for the upper respiratory tract, especially the nasal cavity. The “biomarker” refers to a polypeptide or nucleic acid that increases or decreases in the nasal cavity when exposed to DEP (eg, mRNA, etc.), lipids, glycolipids, glycoproteins, sugars (monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, etc.), etc. And organic biomolecules.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 바이오마커를 발굴하기 위하여, NIST(National Institute of Standards and Technology)로부터 구입한 DEP 표준물질을 1차 인간 비강 점막 상피세포(Primary human nasal epithelial cells, PHNECs)에 처리한 후, 마이크로어레이(microarray)를 이용하여 유의미한 발현 변화를 보이는 유전자를 선별하였다. In a specific embodiment of the present invention, the present inventors used DEP standards purchased from the National Institute of Standards and Technology (NIST) as primary human nasal mucosal epithelial cells (Primary) in order to discover biomarkers for confirming whether diesel exhaust particles are exposed. After processing on human nasal epithelial cells (PHNECs), genes showing significant expression changes were selected using a microarray.

그 결과, 50 μg/ml의 DEP가 처리된 군에서는 대조군 대비 112개의 유전자가 1.5 배 이상으로 상향 조절되었고, 272개의 유전자가 1.5 배 이상 하향 조절되었다 (p-값 < 0.01). 또한, 200 μg/ml의 DEP가 처리된 군에서 1117과 1079개의 유전자가 각각 상향 또는 하향 조절되었다(표 2 참조).As a result, in the group treated with 50 μg/ml DEP, 112 genes were up-regulated 1.5 times or more, and 272 genes were down-regulated 1.5 times or more (p-value <0.01). In addition, in the group treated with 200 μg/ml DEP, 1117 and 1079 genes were regulated up or down, respectively (see Table 2).

상기에서 확인한 유전자들에 대하여, 실제 연구 논문들에 대한 텍스트 기반의 빅데이터 분석을 기반으로 신호전달 네트워크를 제작한 결과, 의미 있는 연관 기전을 확인하였다(도 1 참조).For the genes identified above, as a result of constructing a signal transmission network based on text-based big data analysis of actual research papers, a meaningful association mechanism was confirmed (see FIG. 1 ).

더불어 이를 기반으로, 기능별 유전자 농축 분석을 수행한 결과, VEGFA(vascular endothelial growth factor A) 유전자가 거의 모든 신호 전달에 관여함을 확인하였다(표 3 및 표 4 참조). In addition, based on this, as a result of performing gene enrichment analysis by function, it was confirmed that the vascular endothelial growth factor A (VEGFA) gene is involved in almost all signal transmission (see Tables 3 and 4).

기능별 유전자 농축 분석 결과를 기반으로, 단순한 신호 전달 네트워크를 형성한 결과(도 2 참조), 염증 및 주화성(chemotzxis)과 관련된 유전자들을 DEP에 대한 잠재적인 마커로 선별하였다.Based on the results of gene enrichment analysis by function, as a result of forming a simple signal transmission network (see FIG. 2 ), genes related to inflammation and chemotaxis (chemotzxis) were selected as potential markers for DEP.

상기에서 확인한 바와 같이, VEGFA는 모든 인접 유전자와 직간접적으로 관련이 있는 유전자이기 때문에 상기 유전자를 DEP에 대한 잠재적인 마커로 선정하였다.As confirmed above, since VEGFA is a gene directly or indirectly related to all adjacent genes, the gene was selected as a potential marker for DEP.

상기 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현수준을 측정하는 제제는 항체일 수 있고, 프라이머 또는 프로브일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The VEGFA protein or an agent that measures the expression level of mRNA encoding the same may be an antibody, a primer or a probe, but is not limited thereto.

상기 “항체”는 항원성 부위에 대하여 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미하며, 본 발명의 목적상 항체는 상기 VEGFA 마커 유전자들로부터 발현된 단백질들에 대해 특이적으로 결합할 수 있는 항체를 의미하며, 다클론 항체, 단일클론 항체 및 재조합 항체 등의 항체를 모두 포함한다. 이러한 항체는 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 공지된 기술을 이용하여 제조된 것이라면 모두 사용할 수 있다.The “antibody” refers to a specific protein molecule directed against an antigenic site, and for the purposes of the present invention, an antibody refers to an antibody capable of specifically binding to proteins expressed from the VEGFA marker genes. , Polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, and recombinant antibodies. Any such antibody can be used as long as it is prepared using techniques known to those skilled in the art.

본 발명에서 상기 “프라이머”는 적합한 온도 및 적합한 완충액 내에서 적합한 조건(즉, 4종의 다른 뉴클레오시드 트리포스페이트 및 중합반응 효소) 하에서 주형-지시 DNA 합성의 개시점으로 작용할 수 있는 단일-가닥 올리고뉴클레오타이드를 의미한다. 프라이머의 적합한 길이는 다양한 요소, 예컨대, 온도와 프라이머의 용도에 따라 변화가 있을 수 있다. 또한, 프라이머의 서열은 주형의 일부 서열과 완전하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 주형과 혼성화되어 프라이머 고유의 작용을 할 수 있는 범위 내에서의 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 따라서 본 발명에서의 프라이머는 주형인 유전자의 뉴클레오타이드 서열에 완벽하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 이 유전자 서열에 혼성화되어 프라이머 작용을 할 수 있는 범위 내에서 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 또한, 본 발명에 따른 프라이머는 유전자 증폭 반응에 이용될 수 있는 것이 바람직하다.The “primer” in the present invention is a single-strand capable of acting as a starting point for template-directed DNA synthesis under suitable conditions (ie, four different nucleoside triphosphates and polymerases) in a suitable temperature and a suitable buffer. Means oligonucleotide. The suitable length of the primer may vary depending on various factors, such as temperature and the use of the primer. In addition, the sequence of the primer does not need to have a sequence completely complementary to some of the sequence of the template, it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing with the template and working with the primer. Therefore, the primer in the present invention does not need to have a sequence perfectly complementary to the nucleotide sequence of the template gene, and it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing to this gene sequence and acting as a primer. In addition, it is preferable that the primer according to the present invention can be used for a gene amplification reaction.

상기 증폭 반응은 핵산 분자를 증폭하는 반응을 말하며, 이러한 유전자의 증폭 반응들에 대해서는 당업계에 잘 알려져 있고, 예컨대, 중합효소 연쇄반응(PCR), 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR), 리가아제 연쇄반응(LCR), 전자 중재 증폭(TMA), 핵산 염기서열 기판 증폭(NASBA) 등이 포함될 수 있다.The amplification reaction refers to a reaction for amplifying a nucleic acid molecule, and the amplification reactions of these genes are well known in the art, for example, polymerase chain reaction (PCR), reverse transcriptase chain reaction (RT-PCR), and Riga Aze chain reaction (LCR), electron-mediated amplification (TMA), nucleic acid sequence substrate amplification (NASBA), and the like may be included.

또한 상기 “프로브”는 자연의 또는 변형된 모노머 또는 연쇄(linkages)의 선형 올리고머를 의미하며, 디옥시리보뉴클레오타이드 및 리보뉴클레오타이드를 포함하고 타켓 뉴클레오타이드 서열에 특이적으로 혼성화할 수 있으며, 자연적으로 존재하거나 또는 인위적으로 합성된 것을 말한다. 본 발명에 따른 프로브는 단일쇄일 수 있으며, 바람직하게는 올리고디옥시리보뉴클레오티드일 수 있다. 본 발명의 프로브는 자연 dNMP(즉, dAMP, dGMP, dCMP 및 dTMP), 뉴클레오타이드 유사체 또는 유도체를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로브는 리보뉴클레오타이드도 포함할 수 있다.In addition, the "probe" refers to a linear oligomer of natural or modified monomers or linkages, includes deoxyribonucleotides and ribonucleotides and can specifically hybridize to the target nucleotide sequence, exists naturally or artificially It is synthesized as. The probe according to the present invention may be a single chain, preferably an oligodioxyribonucleotide. Probes of the present invention may include natural dNMPs (ie, dAMP, dGMP, dCMP and dTMP), nucleotide analogues or derivatives. In addition, the probe of the present invention may also include ribonucleotides.

본 발명의 구체적인 실시예에서, DEP에 노출된 PHNECs에서 VEGFA의 발현 수준이 현저하게 하향조절된 것을 확인하였다(도 3 참조).In a specific embodiment of the present invention, it was confirmed that the expression level of VEGFA was significantly down-regulated in PHNECs exposed to DEP (see FIG. 3 ).

따라서 본 발명에 따른 조성물에 있어서, DEP에 노출시 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준은 정상 대조군 대비 하향 조절되는 것을 특징으로 한다.Therefore, in the composition according to the present invention, when exposed to DEP, the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding it is down-regulated compared to the normal control.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for confirming whether or not diesel exhaust particulates are exposed in the nasal cavity containing the composition according to the present invention.

본 발명의 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 키트는 상기 마커 유전자의 발현 수준 또는 단백질의 양을 측정할 수 있는 프라이머, 프로브 또는 항체를 포함할 수 있으며, 이들의 정의는 앞서 기술된 바와 같다.The kit for confirming whether the diesel exhaust particles in the nasal cavity of the present invention are exposed may include primers, probes or antibodies capable of measuring the expression level of the marker gene or the amount of protein, and their definitions are as described above.

본 발명의 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 키트가 만일 PCR 증폭 과정에 적용되는 경우, 본 발명의 키트는 선택적으로, PCR 증폭에 필요한 시약, 예컨대, 완충액, DNA 중합효소(예컨대, Thermus aquaticus(Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis, Thermis flavus, Thermococcus literalis 또는 Pyrococcus furiosus(Pfu)로부터 수득한 열 안정성 DNA 중합효소), DNA 중합 효소 조인자 및 dNTPs를 포함할 수 있으며, 본 발명의 키트는 선택적으로, 이차항체 및 표지의 기질을 포함할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 키트는 상기한 시약 성분을 포함하는 다수의 별도 패키징 또는 컴파트먼트로 제작될 수 있다.If the kit for confirming exposure of diesel exhaust particles in the nasal cavity of the present invention is applied to the PCR amplification process, the kit of the present invention is optionally a reagent required for PCR amplification, such as a buffer solution, a DNA polymerase (for example, Thermus aquaticus ( Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis, Thermis flavus, Thermococcus literalis or thermostable DNA polymerase obtained from Pyrococcus furiosus (Pfu)), DNA polymerase joiner and dNTPs, the kit of the present invention Optionally, a secondary antibody and a substrate of the label may be included. Furthermore, the kit according to the present invention can be manufactured in a number of separate packaging or compartments containing the above-described reagent components.

또한, 본 발명은 VEGFA 평가용 마커를 포함하는 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 평가용 마이크로어레이를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a microarray for evaluating whether or not diesel exhaust particulates are exposed in a nasal cavity including a marker for evaluating VEGFA.

본 발명의 마이크로어레이에 있어서, 상기 마커 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현 수준을 측정할 수 있는 프라이머, 프로브 또는 항체는 혼성화 어레이 요소(hybridizable array element)로서 이용되며, 기질(substrate) 상에 고정화된다. 바람직한 기질은 적합한 견고성 또는 반-견고성 지지체로서, 예컨대, 막, 필터, 칩, 슬라이드, 웨이퍼, 파이버, 자기성 비드 또는 비자기성 비드, 겔, 튜빙, 플레이트, 고분자, 미소입자 및 모세관을 포함할 수 있다. 상기 혼성화 어레이 요소는 상기 기질 상에 배열되고 고정화되며, 이와 같은 고정화는 화학적 결합 방법 또는 UV와 같은 공유 결합적 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 혼성화 어레이 요소는 에폭시 화합물 또는 알데히드기를 포함하도록 변형된 글래스 표면에 결합될 수 있고, 또한 폴리라이신 코팅 표면에서 UV에 의해 결합될 수 있다. 또한, 상기 혼성화 어레이 요소는 링커(예: 에틸렌 글리콜 올리고머 및 디아민)를 통해 기질에 결합될 수 있다.In the microarray of the present invention, a primer, probe or antibody capable of measuring the expression level of the marker protein or gene encoding the marker protein is used as a hybridizable array element and immobilized on a substrate. . Preferred substrates are suitable rigid or semi-rigid supports, such as membranes, filters, chips, slides, wafers, fibers, magnetic beads or non-magnetic beads, gels, tubing, plates, polymers, microparticles and capillaries. have. The hybridization array elements are arranged and immobilized on the substrate, and such immobilization can be performed by a chemical bonding method or a covalent bonding method such as UV. For example, the hybridization array element can be bonded to a glass surface modified to include an epoxy compound or an aldehyde group, and can also be bonded by UV at a polylysine coated surface. In addition, the hybridizing array elements can be bound to a substrate via linkers (eg, ethylene glycol oligomers and diamines).

한편, 본 발명의 마이크로어레이에 적용되는 시료가 핵산일 경우에는 표지(labeling)될 수 있고, 마이크로어레이상의 어레이 요소와 혼성화될 수 있다. 혼성화 조건은 다양할 수 있으며, 혼성화 정도의 검출 및 분석은 표지 물질에 따라 다양하게 실시될 수 있다.On the other hand, when the sample applied to the microarray of the present invention is a nucleic acid, it can be labeled and hybridized with an array element on the microarray. Hybridization conditions may be varied, and detection and analysis of the degree of hybridization may be variously performed depending on the labeling substance.

또한, 본 발명은 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 확인하여 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for evaluating whether or not exposure to diesel exhaust particles in the nasal cavity is confirmed by confirming the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding the same.

보다 상세하게는 (a) 디젤 배기 미립자에 노출되었을 것으로 의심되는 생물학적 시료로부터 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및More specifically, (a) measuring the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding it from a biological sample suspected of being exposed to diesel exhaust particulates; And

(b) 정상 대조군 시료로부터 상기 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 측정하여 상기 (a) 단계의 측정결과와 비교하는 단계를 포함하는 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법을 제공할 수 있다.(b) measuring the expression level of the protein or mRNA encoding it from a normal control sample, and comparing with the measurement result of step (a) to provide a method for evaluating whether diesel exhaust particles are exposed.

본 발명에서, 상기 “평가”는 병리 상태를 확인하는 것을 의미하는 것으로서, 본 발명의 목적상 상기 평가는 상기 바이오마커의 발현 유무 및 발현 정도를 확인하여 DEP의 노출 여부 및 위해성을 확인하는 것을 의미한다.In the present invention, the "evaluation" means to confirm the pathological condition, and for the purpose of the present invention, the evaluation means to confirm the presence or absence of expression of the biomarker and the degree of expression to confirm the exposure and risk of DEP. do.

생물학적 시료 중의 특정 유전자 발현량의 증대 또는 감소는 mRNA 양을 확인함으로써 알 수 있으며, 특정 유전자로부터 발현된 단백질 발현량의 증대 또는 감소는 단백질 양을 확인함으로써 알 수 있다. 생물학적 시료에서 mRNA 또는 단백질을 분리하는 과정은 공지의 공정을 이용하여 수행할 수 있으며, 그 양은 당업자에게 알려진 다양한 방법으로 측정할 수 있다.The increase or decrease of the expression level of a specific gene in a biological sample can be known by confirming the amount of mRNA, and the increase or decrease of the expression level of a protein expressed from a specific gene can be known by confirming the amount of protein. The process of separating mRNA or protein from a biological sample can be performed using a known process, and the amount can be measured by various methods known to those skilled in the art.

본 발명에서 상기 “단백질의 수준 측정”이란 생물학적 시료에서 DEP의 노출에 의해 발현이 증가 또는 감소한 바이오마커 단백질의 발현 정도를 확인하는 과정으로서, 바람직하게는 상기 바이오마커 단백질에 대하여 특이적으로 결합하는 항체를 이용하여 단백질의 양을 확인한다.In the present invention, the "measurement of the level of protein" is a process of confirming the expression level of the biomarker protein whose expression is increased or decreased by exposure of DEP in a biological sample, preferably specifically binding to the biomarker protein. Check the amount of protein using the antibody.

상기 “생물학적 시료”란 DEP의 노출에 따른 상기 유전자의 발현 수준 또는 단백질의 수준이 정상 대조군과는 다른 생체로부터 채취된 시료를 말하며, 바람직하게는 비강으로부터 유래된 조직 또는 세포인 것을 특징으로 한다.The “biological sample” refers to a sample taken from a living body whose expression level or protein level is different from a normal control according to exposure to DEP, and is preferably a tissue or cell derived from the nasal cavity.

본 발명의 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법은 상기 (b)단계에서 정상 대조군 시료 대비 VEGF-A의 발현이 하향조절(down-regulation) 되었을 때 디젤 배기 미립자에 노출된 것으로 평가할 수 있다.The method for evaluating whether or not exposure to diesel exhaust particulates in the nasal cavity of the present invention can be evaluated as exposed to diesel exhaust particulates when the expression of VEGF-A is down-regulated compared to the normal control sample in step (b). .

상기에서 유전자의 발현 수준 또는 단백질의 양을 측정하는 방법은 공지의 기술을 이용하여 생물학적 시료로부터 mRNA 또는 단백질을 분리하는 공지의 공정을 포함하여 수행될 수 있다.The method of measuring the expression level of the gene or the amount of protein in the above may be performed by including a known process for separating mRNA or protein from a biological sample using a known technique.

상기 유전자의 발현 수준의 측정은 바람직하게는 mRNA의 수준을 측정하는 것이며, mRNA의 수준을 측정하는 방법은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 수행될 수 있는데, 예를 들어, 역전사 중합효소 연쇄반응(reverse transcriptase-polymerase chain reaction), 실시간 중합효소 연쇄반응(real time-polymerase chain reaction), 노던 블럿, RNase 보호 분석법, DNA 칩 등이 있으나, 이에 제한되지는 않는다.Measurement of the expression level of the gene is preferably to measure the level of mRNA, and the method of measuring the level of mRNA can be performed through various methods known in the art, for example, reverse transcriptase chain reaction. (reverse transcriptase-polymerase chain reaction), real-time polymerase chain reaction, Northern blot, RNase protection assay, DNA chip, etc., but are not limited thereto.

상기 단백질 수준의 측정은 항체를 이용할 수 있는데, 이러한 경우, 생물학적 시료 내의 상기 마커 단백질과 이에 특이적인 항체는 결합물, 즉, 항원-항체 복합체를 형성하며, 항원-항체 복합체의 형성량은 검출 라벨(detection label)의 시그널의 크기를 통해서 정량적으로 측정할 수 있다. 이러한 검출 라벨은 효소, 형광물, 리간드, 발광물, 미소입자(microparticle), 레독스 분자 및 방사선 동위원소로 이루어진 그룹 중에서 선택할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 단백질 수준을 측정하기 위한 분석 방법으로는, 예를 들어, 웨스턴 블럿, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선면역분석(radioimmunoassay: RIA), 방사선 면역 확산법(radioimmunodiffusion), 면역침전분석법(immunoprecipitation assay), 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정분석법, FACS, 단백질 칩 등이 있으나, 이에 제한되지는 않는다.For the measurement of the protein level, an antibody may be used. In this case, the marker protein in the biological sample and the antibody specific to this form a binding agent, that is, an antigen-antibody complex, and the amount of formation of the antigen-antibody complex is a detection label. It can be quantitatively measured through the signal level of (detection label). The detection label may be selected from the group consisting of enzymes, fluorescent substances, ligands, luminescent substances, microparticles, redox molecules, and radioactive isotopes, but is not limited thereto. As an analysis method for measuring protein levels, for example, Western blot, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, immunoprecipitation assay, Oukteroni immune diffusion method, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, complement fixation analysis, FACS, protein chip, etc., but are not limited thereto.

따라서 본 발명은 상기와 같은 검출 방법들을 통하여, 대조군의 mRNA 발현 양 또는 단백질의 양과 DEP에 노출된 경우의 mRNA 발현 양 또는 단백질의 양을 확인할 수 있고, 상기 발현 양의 정도를 대조군과 비교함으로써 DEP 노출에 따른 위해성을 예측 및 진단할 수 있다.Therefore, the present invention can confirm the amount of mRNA expression amount or protein of the control group and the amount of mRNA expression or protein when exposed to DEP through the detection methods described above, and compare the level of the expression level with the control DEP. The risk of exposure can be predicted and diagnosed.

또한, 본 발명에서는 VEGFA 마커에서 염증과 관련된 분자 경로에 관여한다는 것을 확인하였으며, 이러한 분자 경로는 Vascular Endothelial Cell Permeability Activation(혈관 내피 세포 침투 활성화), IL1B Expression Targets(IL1B 발현 타겟), Interleukin-17 Signaling in Psoriasis(건선에서의 IL-17 신호) 등을 포함한다(표 3 및 표 4 참조).In addition, in the present invention, it was confirmed that VEGFA markers are involved in molecular pathways related to inflammation, and these molecular pathways are Vascular Endothelial Cell Permeability Activation, IL1B Expression Targets, and Interleukin-17 Signaling. in Psoriasis (IL-17 signal in psoriasis) and the like (see Table 3 and Table 4).

이러한 결과는 본 발명에 따른 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 조성물, 키트 및 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법을 DEP에 의해 유도된 비강내 염증 질환 진단에 사용할 수 있음을 시사한다. These results suggest that the composition, kit, and method for evaluating diesel exhaust particulate exposure according to the present invention can be used for diagnosis of intranasal inflammatory disease induced by DEP.

본 발명의 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법은 상기 (b)단계에서 정상 대조군 시료 대비 VEGFA의 발현이 하향조절(down-regulation) 되었을 때, 디젤 배기 미립자에 의하여 비강내 염증 질환이 유발될 확률이 높은 것으로 평가할 수 있다.In the method for evaluating whether or not exposure to diesel exhaust particles in the nasal cavity of the present invention is performed, in the step (b), when the expression of VEGFA is down-regulated compared to the normal control sample, intranasal inflammatory disease is caused by the diesel exhaust particles. It can be evaluated as having a high probability.

따라서, 본 발명은 DEP에 노출된 비강세포 내 유전자 발현 변화를 확인하고, 실제 선연구 결과들을 기반으로 한 빅데이터 분석을 통한 신호전달 네트워크 확인을 통해, 특이적인 전사체적 발현 변화를 보이는 유전자인 VEGFA를 선별한 것으로, 이를 포함하는 본 발명의 비강내 DEP 노출 여부 확인용 조성물은 기존 DEP 노출 확인 방법보다 신속하고 정확하게 진단 및 예측할 수 있는 효과가 있다. 또한, DEP에 의해 유발되는 비강내 염증 질환의 진단에도 사용될 수 있다.Therefore, the present invention confirms the gene expression change in nasal cells exposed to DEP, and VEGFA, which is a gene showing a specific transcriptional expression change, through a signaling network through big data analysis based on actual pre-research results. As selected, the composition for confirming whether or not the intranasal DEP is exposed in the present invention including the same has an effect capable of being diagnosed and predicted more quickly and accurately than the conventional method for confirming DEP exposure. It can also be used to diagnose intranasal inflammatory diseases caused by DEP.

도 1은 DEP 노출에 의해 유도된 1차 인간 비강 점막 상피세포(Primary human nasal epithelial cells, PHNECs) 내 신호 전달 네트워크(Signaling networks)를 나타낸 이미지로, 도 1 중 (A)는 일반적인 세포 과정 및 질병과 관련된 신호 전달 네트워크에 대한 이미지이며, 도 1 중 (B)는 DEP 노출로 인해 유발된 유전자의 상향 및 하향 조절과 관련된 상세한 세포 과정 및 질병과 관련된 신호 전달 네트워크에 대한 이미지이다.
도 2는 염증 반응과 관련된 주요 유전자의 신호 전달 네트워크에 대한 이미지이다.
도 3은 DEP에 노출시 유의한 발현 변화를 보이는 2 종류 유전자의 발현 수준을 qRT-PCR을 이용하여 확인한 결과이다.
FIG. 1 is an image showing signaling networks in primary human nasal epithelial cells (PHNECs) induced by DEP exposure.(A) of FIG. 1 is a general cell process and disease 1B is an image of a signaling network related to detailed cellular processes and diseases related to up- and down-regulation of genes caused by DEP exposure.
2 is an image of a signal transduction network of major genes involved in the inflammatory response.
3 is a result of confirming the expression level of the two types of genes showing significant expression changes when exposed to DEP using qRT-PCR.

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 only to illustrate the present invention, the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실험 방법><Experiment method>

세포 배양Cell culture

인간 비강 점막 상피세포(Primary human nasal epithelial cells, PHNECs)는 다음 문헌에 기재된 절차에 따라 배양하였다(American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 20(4):595-604). 먼저, 생명윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)가 승인한 프로토콜(H-1607-127-777)에 따라 선택적인 비강 수술 절차를 거친 환자로부터 정상적인 비강 조직을 얻었다.Primary human nasal epithelial cells (PHNECs) were cultured according to the procedure described in the following literature (American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 20(4):595-604). First, normal nasal tissue was obtained from patients undergoing selective nasal surgery procedures according to the protocol (H-1607-127-777) approved by the Institutional Review Board (IRB).

비강 조직으로부터 수득한 PHNEC 세포는 기관지 상피 성장 배지(bronchial epithelial growth medium, BEGM, Lonza, Switzerland)를 이용하여 세포 배양 접시에서 배양한 다음, 두 번째 또는 세 번째 계대일 때 24-mm collagen-coated Transwell inserts(Corning, 0.4μm pore size)에 다시 파종(re-seeded)하여 모든 배지 내 1 × 105/cm2의 밀도에 이를 때까지 배양하였다. PHNEC cells obtained from nasal tissue were cultured in a cell culture dish using bronchial epithelial growth medium (BEGM, Lonza, Switzerland), followed by 24-mm collagen-coated Transwell at the second or third passage. The cells were re-seeded in inserts (Corning, 0.4 μm pore size) and incubated until a density of 1 × 10 5 /cm 2 in all mediums was reached.

목표하는 밀도에 도달한 후(3일 내지 5일), 인산완충식염수(phosphate-buffered saline, PBS)로 정점 표면(apical surface)을 세척하였고, 배지의 하단 구획만 ALI 배지(BEGM 및 Dulbecco’s modified Eagle’s medium-H가 50:50 부피비로 혼합된 배지)로 교체하였다. PHNEC 세포는 최소 12일 동안 ALI 배지를 이용하여 배양한 후, 실험에 사용하였다.After reaching the target density (3 to 5 days), the apical surface was washed with phosphate-buffered saline (PBS), and only the lower section of the medium was ALI medium (BEGM and Dulbecco's modified Eagle's) medium-H was mixed with 50:50 volume ratio). PHNEC cells were cultured using ALI medium for at least 12 days, and then used in the experiment.

디젤 배기 미립자(diesel exhaust particle, DEP) 처리Diesel exhaust particle (DEP) treatment

DEP(미국 국립 표준 및 테크놀로지(National Institute of Standards and Technology(NIST), Gaithersburg, MD, USA)는 본 연구원의 종전 논문에 기술한 바와 같이 준비하였다(International journal of pediatric otorhinolaryngology 76.3 (2012): 334-338.). 분화된 PHNEC는 50 또는 200 μg/ml의 DEP에 24시간 동안 노출시켰고, 그 후 세포를 수득하여 마이크로어레이 및 qRT-PCR 실험을 수행하였다.DEP (National Institute of Standards and Technology (NIST), Gaithersburg, MD, USA) was prepared as described in our previous paper (International journal of pediatric otorhinolaryngology 76.3 (2012): 334- 338.) Differentiated PHNECs were exposed to 50 or 200 μg/ml DEP for 24 hours, after which cells were obtained to perform microarray and qRT-PCR experiments.

RNA 분석RNA analysis

수확한 대조군(DEP 처리를 하지 않은 PHNEC 세포) 및 DEP가 처리된 PHNEC 세포 펠렛을 PBS(Thermo Fisher Scientific, USA)로 세척하였다. 총 RNA는 RNeasy Mini kit(Qiagen, Germany)를 이용하여 제조사의 프로토콜을 따라 추출하였다. 추출된 총 RNA는 Agilent 2100 Bioanalyzer(Agilent Genomics, USA)를 이용하여 품질 검사하였다. RIN(RNA integrity number)은 8.4 또는 그 이상의 값을 보여주었다. Harvested controls (PHNEC cells without DEP treatment) and PHNEC cell pellets treated with DEP were washed with PBS (Thermo Fisher Scientific, USA). Total RNA was extracted using the RNeasy Mini kit (Qiagen, Germany) according to the manufacturer's protocol. The extracted total RNA was tested for quality using Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent Genomics, USA). RNA integrity number (RIN) showed a value of 8.4 or higher.

유전자발현 마이크로어레이 분석(Gene expression microarray)Gene expression microarray analysis

마이크로어레이는 Agilent Low-Input Quick Amp Labeling Kit(Agilent Genomics, USA)를 사용하여 제조업체의 지침에 따라 수행하였다. cDNA는 표지된 RNA(labeled RNA)로부터 합성하였고, cRNA는 합성하고 증폭시켰다. 정제된 cRNA는 Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression v2 8×60K 마이크로 어레이(G4858A-072363)에 혼성화시켰다(hybridized). 2 색 마이크로어레이 기반의 유전자 발현 시스템을 사용하였으며, 50 또는 200 μg/ml의 DEP 처리군에 대한 마이크로어레이를 각각 4 회 반복 수행하였다. 어레이 칩은 SureScan MicroArray 스캐너(Agilent Genomics, USA)을 이용하여 스캔하였고, 신호는 Feature Extraction software (version 12.0; Agilent Genomics, USA)를 이용하여 정량화하였다. 데이터 정규화(normalization) 및 시각화는 GeneSpring GX (Agilent Genomics, USA)를 이용하여 수행하였다.Microarrays were performed using Agilent Low-Input Quick Amp Labeling Kit (Agilent Genomics, USA) according to the manufacturer's instructions. cDNA was synthesized from labeled RNA, and cRNA was synthesized and amplified. The purified cRNA was hybridized to Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression v2 8×60K microarray (G4858A-072363). A two-color microarray-based gene expression system was used, and microarrays for 50 or 200 μg/ml DEP-treated groups were each repeated 4 times. Array chips were scanned using a SureScan MicroArray scanner (Agilent Genomics, USA), and signals were quantified using Feature Extraction software (version 12.0; Agilent Genomics, USA). Data normalization and visualization were performed using GeneSpring GX (Agilent Genomics, USA).

신호전달 네트워크(signaling networks) 분석Analysis of signaling networks

차별적으로 발현되는 유전자(differentially expressed genes, DEG) 신호전달 네트워크는 Pathway Studio version 11.4 (Elsevier, USA)를 이용하여 분석하였다. 50 또는 200μg/ml의 DEP 처리 첫 번째 실험군에 의해 유도된 DEGs를 위해 신호전달 네트워크가 생성되었다. Differentially expressed genes (DEG) signaling networks were analyzed using Pathway Studio version 11.4 (Elsevier, USA). DEP treatment at 50 or 200 μg/ml A signaling network was generated for DEGs induced by the first experimental group.

이러한 경로들을 결합하고 재배치하였으며, 마지막으로 단순화하였다.These routes were combined and rearranged, and finally simplified.

정량적 RT-PCRQuantitative RT-PCR

마이크로어레이 결과를 검증하기 위해, 하기 표 1과 같이, 프라이머를 PrimerQuest Tool(Integrated DNA Technologies, USA)을 이용하여 설계하였다.To verify the microarray results, as shown in Table 1 below, primers were designed using PrimerQuest Tool (Integrated DNA Technologies, USA).

추출된 총 RNA는 ImProm-II Reverse Transcription System(Promega, USA)을 사용하여 cDNA로 역전사 시켰다. cDNA를 SYBR Premix Ex Taq(Takara Bio, Japan)와 혼합하였고, 이어서 정량적 PCR을 Rotor-Gene Q(Corbett Robotics, Australia)를 사용하여 다음과 같은 열 순환 조건(thermal cycling condition)으로 수행하였다: 95℃에서 10분 초기 변성(initial denaturation), 95℃에서 15초, 60℃에서 30초의 40 싸이클(cycles)c, 이어서 72℃에서 20초간 최종 단계를 거쳤다. 이때 하우스키핑(housekeeping) 유전자인 GAPDH(Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)의 발현을 대조군으로 사용하였다.The extracted total RNA was reverse transcribed into cDNA using ImProm-II Reverse Transcription System (Promega, USA). cDNA was mixed with SYBR Premix Ex Taq (Takara Bio, Japan), and then quantitative PCR was performed using Rotor-Gene Q (Corbett Robotics, Australia) under the following thermal cycling conditions: 95°C. At 10 min initial denaturation, 15 cycles at 95°C, 40 cycles of 30 seconds at 60°C, followed by final steps at 72°C for 20 seconds. At this time, the expression of housekeeping gene GAPDH (Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase) was used as a control.

유전자gene 정방향 (5’→3’)Forward (5'→3') 서열번호Sequence number 역방향 (5’→3’)Reverse (5’→3’) 서열번호Sequence number MMP1 MMP1 CATATATGGACGTTCCCAAAATCC CATATATGGACGTTCCCAAAATCC 1One GTGCGCATGTAGAATCTGTCTTTAA GTGCGCATGTAGAATCTGTCTTTAA 22 CXCL8 CXCL8 AGACAGCAGAGCACACAAGC AGACAGCAGAGCACACAAGC 33 ATGGTTCCTTCCGGTGGT ATGGTTCCTTCCGGTGGT 44 CSF3 CSF3 CACCCAGAGCCCCATGAAGCT CACCCAGAGCCCCATGAAGCT 55 GCACAGCTTGTAGGTGGCACACTC GCACAGCTTGTAGGTGGCACACTC 66 NCK2 NCK2 ATAGCCAAGTGGGACTAC ATAGCCAAGTGGGACTAC 77 TGTGTCCTTCAGGTTCTT TGTGTCCTTCAGGTTCTT 88 CXCL14 CXCL14 ATGAAGCCAAAGTACCCGCAC ATGAAGCCAAAGTACCCGCAC 99 TTCCAGGCGTTGTACCACTTG TTCCAGGCGTTGTACCACTTG 1010 VEGFA VEGFA ATCACCATGCAGATTATGCGG ATCACCATGCAGATTATGCGG 1111 GGCTCCAGGGCATTAGACAG GGCTCCAGGGCATTAGACAG 1212 GAPDH GAPDH ATGGGGAAGGTGAAGGTCG ATGGGGAAGGTGAAGGTCG 1313 GGGGTCATTGATGGCAACAA GGGGTCATTGATGGCAACAA 1414

<실시예 1> PHNECs의 DEP 노출에 대한 의한 DEGs의 식별 <Example 1> Identification of DEGs by DEP exposure of PHNECs

DEP에 의해 변형된 유전자 발현을 확인하기 위해, DEP를 처리한 PHNEC을 사용하여 마이크로어레이를 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.To confirm gene expression modified by DEP, microarrays were performed using PHNEC treated with DEP, and the results are shown in Table 2 below.

50 μg/ml의 DEP가 처리된 군에서는 대조군 대비 112개의 유전자가 1.5 배 이상으로 상향 조절되었고, 272개의 유전자가 1.5 배 이상 하향 조절되었다 (p-값 < 0.01). 또한, 200 μg/ml의 DEP가 처리된 군에서 1117과 1079개의 유전자가 각각 상향 또는 하향 조절되었다(폴드 변화(fold change)> 1.5, p-값 <0.01). 특히 총 29개와 128개 유전자가 50 μg/ml와 200 μg/ml를 처리한 경우 상향 및 하향 조절되는 경향을 보였다. 모든 유전자 발현 결과는 NCBI의 Gene Expression Omnibus에 다음과 같은 수탁 번호: GSE 102304로 기탁되었다.In the group treated with 50 μg/ml DEP, 112 genes were up-regulated 1.5 times or more, and 272 genes were down-regulated 1.5 times or more (p-value <0.01) compared to the control group. In addition, in the group treated with 200 μg/ml DEP, 1117 and 1079 genes were regulated up or down, respectively (fold change> 1.5, p-value <0.01). In particular, when a total of 29 and 128 genes were treated with 50 μg/ml and 200 μg/ml, they tended to be regulated up and down. All gene expression results were deposited with NCBI's Gene Expression Omnibus under the accession number: GSE 102304.

유전자 명칭 Gene name Fold changeFold change DEP 50μg/mlDEP 50μg/ml DEP 200μg/mlDEP 200μg/ml ACPP ACPP 1.582 1.582 1.527 1.527 AGPAT9 AGPAT9 1.655 1.655 1.859 1.859 CD58 CD58 1.688 1.688 1.702 1.702 CRCT1 CRCT1 1.523 1.523 2.009 2.009 CYP1A1 CYP1A1 2.413 2.413 6.354 6.354 CYP1B1 CYP1B1 1.817 1.817 2.066 2.066 DSCR10 DSCR10 1.820 1.820 1.691 1.691 EPGN EPGN 1.894 1.894 1.911 1.911 FAM25A FAM25A 1.523 1.523 1.717 1.717 FCF1 FCF1 1.522 1.522 1.822 1.822 GATA6 GATA6 1.599 1.599 1.803 1.803 HNRNPH2 HNRNPH2 1.506 1.506 2.148 2.148 ISLR ISLR 1.627 1.627 1.544 1.544 KDELR3 KDELR3 1.646 1.646 1.932 1.932 LBH LBH 1.618 1.618 1.793 1.793 LCE3D LCE3D 2.245 2.245 4.326 4.326 MMP1 MMP1 1.949 1.949 2.148 2.148 MMP10 MMP10 1.867 1.867 1.739 1.739 NANOS1 NANOS1 1.646 1.646 3.154 3.154 NMT2 NMT2 1.825 1.825 1.625 1.625 OCA2 OCA2 1.881 1.881 2.553 2.553 PATE3 PATE3 1.595 1.595 1.504 1.504 PHLDB2 PHLDB2 1.908 1.908 1.897 1.897 PLD5 PLD5 1.991 1.991 2.285 2.285 PTPLB PTPLB 1.753 1.753 1.720 1.720 SLC13A5 SLC13A5 1.541 1.541 1.579 1.579 ST13 ST13 3.898 3.898 1.559 1.559 TM4SF19 TM4SF19 1.587 1.587 1.697 1.697 TRIM63 TRIM63 2.252 2.252 2.269 2.269 AFG3L1P AFG3L1P 0.610 0.610 0.660 0.660 AGAP9 AGAP9 0.556 0.556 0.548 0.548 AGPAT4-IT1 AGPAT4-IT1 0.648 0.648 0.648 0.648 AHSA2 AHSA2 0.659 0.659 0.580 0.580 AMZ1 AMZ1 0.632 0.632 0.475 0.475 ANKRD36 ANKRD36 0.657 0.657 0.495 0.495 ANKRD36B ANKRD36B 0.651 0.651 0.498 0.498 ARHGEF10 ARHGEF10 0.594 0.594 0.658 0.658 AS3MT AS3MT 0.660 0.660 0.558 0.558 ASAP1-IT1 ASAP1-IT1 0.588 0.588 0.361 0.361 ASMTL-AS1 ASMTL-AS1 0.618 0.618 0.595 0.595 ATAD3B ATAD3B 0.506 0.506 0.654 0.654 BCAR1 BCAR1 0.548 0.548 0.615 0.615 BMS1 BMS1 0.626 0.626 0.473 0.473 BNIP3L BNIP3L 0.629 0.629 0.412 0.412 CAPN13 CAPN13 0.634 0.634 0.584 0.584 CBFA2T2 CBFA2T2 0.647 0.647 0.532 0.532 CCDC84 CCDC84 0.666 0.666 0.510 0.510 CDK5RAP3 CDK5RAP3 0.661 0.661 0.663 0.663 CFLAR CFLAR 0.665 0.665 0.578 0.578 CIRBP CIRBP 0.623 0.623 0.527 0.527 COL16A1 COL16A1 0.659 0.659 0.548 0.548 COL27A1 COL27A1 0.498 0.498 0.589 0.589 COL7A1 COL7A1 0.561 0.561 0.530 0.530 CROCCP2 CROCCP2 0.636 0.636 0.608 0.608 CTNNAL1 CTNNAL1 0.629 0.629 0.501 0.501 CYP2B6 CYP2B6 0.629 0.629 0.626 0.626 DENND3 DENND3 0.605 0.605 0.549 0.549 DGKZ DGKZ 0.537 0.537 0.609 0.609 DUOX2 DUOX2 0.614 0.614 0.549 0.549 EPS15 EPS15 0.592 0.592 0.394 0.394 FAM74A4 FAM74A4 0.649 0.649 0.580 0.580 FHL2 FHL2 0.636 0.636 0.544 0.544 FLJ13773 FLJ13773 0.660 0.660 0.543 0.543 FLJ45482 FLJ45482 0.508 0.508 0.432 0.432 FRMD4A FRMD4A 0.531 0.531 0.413 0.413 GABRE GABRE 0.631 0.631 0.394 0.394 GAS6-AS1 GAS6-AS1 0.494 0.494 0.353 0.353 GNPTAB GNPTAB 0.657 0.657 0.598 0.598 GOLGA2P5 GOLGA2P5 0.577 0.577 0.551 0.551 GPR155 GPR155 0.648 0.648 0.584 0.584 GSDMB GSDMB 0.665 0.665 0.595 0.595 GSG1 GSG1 0.580 0.580 0.441 0.441 HELZ2 HELZ2 0.648 0.648 0.578 0.578 HERC2P2 HERC2P2 0.632 0.632 0.556 0.556 HNRNPU-AS1 HNRNPU-AS1 0.620 0.620 0.398 0.398 HSCB HSCB 0.659 0.659 0.495 0.495 IFNE IFNE 0.602 0.602 0.480 0.480 ILDR1 ILDR1 0.645 0.645 0.558 0.558 JAG2 JAG2 0.658 0.658 0.645 0.645 KCNQ5-IT1 KCNQ5-IT1 0.551 0.551 0.392 0.392 LAMA5 LAMA5 0.634 0.634 0.550 0.550 LEPR LEPR 0.625 0.625 0.528 0.528 LINC00504 LINC00504 0.633 0.633 0.409 0.409 LINC00999 LINC00999 0.656 0.656 0.587 0.587 LINC01000 LINC01000 0.624 0.624 0.611 0.611 LINC01004 LINC01004 0.516 0.516 0.414 0.414 lnc-INADL-2 lnc-INADL-2 0.624 0.624 0.379 0.379 lnc-RP11-195B21.3.1-2 lnc-RP11-195B21.3.1-2 0.584 0.584 0.346 0.346 lnc-THNSL1-2 lnc-THNSL1-2 0.552 0.552 0.348 0.348 lnc-ZNF674-3 lnc-ZNF674-3 0.590 0.590 0.621 0.621 LOC100127909 LOC100127909 0.592 0.592 0.301 0.301 LOC100128563 LOC100128563 0.600 0.600 0.448 0.448 LOC100129940 LOC100129940 0.474 0.474 0.492 0.492 LOC100132356 LOC100132356 0.536 0.536 0.389 0.389 LOC100132495 LOC100132495 0.506 0.506 0.289 0.289 LOC100133299 LOC100133299 0.605 0.605 0.470 0.470 LOC100190986 LOC100190986 0.479 0.479 0.363 0.363 LOC100288069 LOC100288069 0.585 0.585 0.487 0.487 LOC100506282 LOC100506282 0.525 0.525 0.479 0.479 LOC100996724 LOC100996724 0.639 0.639 0.577 0.577 LOC142937 LOC142937 0.538 0.538 0.455 0.455 LOC158863 LOC158863 0.556 0.556 0.322 0.322 LOC442132 LOC442132 0.663 0.663 0.611 0.611 LOC494150 LOC494150 0.643 0.643 0.483 0.483 LOC644656 LOC644656 0.647 0.647 0.424 0.424 LOC728061 LOC728061 0.609 0.609 0.403 0.403 LOC729218 LOC729218 0.662 0.662 0.649 0.649 LPIN3 LPIN3 0.620 0.620 0.517 0.517 MALAT1 MALAT1 0.628 0.628 0.477 0.477 MCM7 MCM7 0.635 0.635 0.658 0.658 MICALL2 MICALL2 0.636 0.636 0.557 0.557 MIR4435-1HG MIR4435-1HG 0.641 0.641 0.498 0.498 MST1R MST1R 0.608 0.608 0.628 0.628 MYO1C MYO1C 0.627 0.627 0.570 0.570 NBPF9 NBPF9 0.644 0.644 0.498 0.498 NCK2 NCK2 0.582 0.582 0.425 0.425 NPIPB5 NPIPB5 0.586 0.586 0.605 0.605 NPL NPL 0.648 0.648 0.549 0.549 NPLOC4 NPLOC4 0.635 0.635 0.596 0.596 ODF2L ODF2L 0.550 0.550 0.361 0.361 PCNXL4 PCNXL4 0.650 0.650 0.482 0.482 PDE7A PDE7A 0.534 0.534 0.510 0.510 PDXDC2P PDXDC2P 0.661 0.661 0.660 0.660 PFN1P2 PFN1P2 0.635 0.635 0.535 0.535 PHF20L1 PHF20L1 0.644 0.644 0.566 0.566 POGZ POGZ 0.570 0.570 0.648 0.648 POU5F1 POU5F1 0.594 0.594 0.471 0.471 PRO0628 PRO0628 0.649 0.649 0.522 0.522 PRO2852 PRO2852 0.643 0.643 0.498 0.498 PTPRK PTPRK 0.666 0.666 0.606 0.606 RABGAP1L RABGAP1L 0.658 0.658 0.431 0.431 RNA18S5 RNA18S5 0.560 0.560 0.328 0.328 RNA28S5 RNA28S5 0.643 0.643 0.564 0.564 RNA5-8S5 RNA5-8S5 0.647 0.647 0.461 0.461 SCARNA13 SCARNA13 0.616 0.616 0.657 0.657 SLC35E4 SLC35E4 0.635 0.635 0.561 0.561 SMA4 SMA4 0.651 0.651 0.555 0.555 SMCR6 SMCR6 0.665 0.665 0.642 0.642 SMG1 SMG1 0.608 0.608 0.590 0.590 SND1-IT1 SND1-IT1 0.561 0.561 0.421 0.421 SUN1 SUN1 0.639 0.639 0.595 0.595 SYT8 SYT8 0.649 0.649 0.597 0.597 SZT2 SZT2 0.615 0.615 0.523 0.523 THBS1 THBS1 0.592 0.592 0.581 0.581 THUMPD3-AS1 THUMPD3-AS1 0.630 0.630 0.524 0.524 TNFAIP8L1 TNFAIP8L1 0.661 0.661 0.519 0.519 TNFRSF25 TNFRSF25 0.662 0.662 0.591 0.591 TRIM11 TRIM11 0.666 0.666 0.574 0.574 TRIP12 TRIP12 0.539 0.539 0.341 0.341 UVSSA UVSSA 0.646 0.646 0.531 0.531 WDR90 WDR90 0.660 0.660 0.627 0.627 XIST XIST 0.631 0.631 0.380 0.380 XRCC3 XRCC3 0.652 0.652 0.488 0.488 ZMYM2 ZMYM2 0.617 0.617 0.418 0.418 ZMYND8 ZMYND8 0.624 0.624 0.513 0.513 ZNF526 ZNF526 0.653 0.653 0.566 0.566 ZNF692 ZNF692 0.664 0.664 0.617 0.617

<실시예 2> PHNEC의 DEP 노출에 대한 DEG 사이의 신호전달 네트워크<Example 2> Signaling network between DEGs for DEP exposure of PHNEC

Pathway Studio (Elsevier, USA)를 사용하여 DEP 노출과 관련된 유전자의 신호전달 네트워크를 제작하였다. 도 1과 같이, DEP 노출과 관련된 2 종류의 신호전달 경로가 확인되었다. 도 1에서 빨간색과 파란색으로 강조 표시된 개체는 50μg/ml DEP에 의해 유도된 상향 및 하향 조절된 유전자이다. 더불어 주황색과 녹색으로 강조 표시된 개체는 200 μg/ml DEP에 의해 유도된 상향 및 하향 조절 유전자이다.A signaling network of genes related to DEP exposure was constructed using Pathway Studio (Elsevier, USA). As shown in Fig. 1, two types of signaling pathways related to DEP exposure were identified. The individuals highlighted in red and blue in FIG. 1 are up- and down-regulated genes induced by 50 μg/ml DEP. In addition, individuals highlighted in orange and green are up and down regulatory genes induced by 200 μg/ml DEP.

첫 번째로, 다수의 연결된 독립체(entities)를 포함하는 경로를 확인하였다(도 1 중 (A)). 유전자 또는 세포 프로세스 간의 수많은 연결은 독립체 간의 관계를 지원했다.First, it identified a pathway comprising a number of linked entities ((A) in FIG. 1 ). Numerous connections between gene or cellular processes have supported the relationship between entities.

경로 스튜디오(Pathway Studio)는 과학 논문과 같은 연구 결과를 사용하여 데이터 마이닝(text mining)으로 운영된다. 그러므로 정확하게 연구된 분야는 수많은 연결을 가질 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 또 다른 경로를 제작하였다(도 1 중 (B)). 이 경로에서, 관련 연구의 높은 빈도를 보이는 독립체를 선택함으로써 열악한 조사 분야가 고려되었다. 이러한 독립체는 독립체 간에 많은 연결을 가지고 있지 않지만 중요한 의미를 지니고 있다.Pathway Studio operates by text mining using research results such as scientific papers. Therefore, the field studied accurately will have numerous connections. In order to solve this problem, another route was prepared ((B) in FIG. 1 ). In this route, poor areas of investigation were considered by selecting entities with high frequency of relevant studies. These entities do not have many connections between entities, but they do have an important meaning.

도 1 중 (A)에 도시된 바와 같이, CSF3 및 RHOA와 같은 상향 조절된 유전자와 VEGFA, CXCL14, NCK2 및 NRG1과 같은 하향 조절된 유전자는 몇몇의 세포 과정 (세포 운동성(cell motility), 자가소화작용(autophagy), 호중구 주화성(neutrophil chemotaxis), 호중구 이동(neutrophil migration) 및 SMC 증식(SMC proliferation)) 및 질병 반응 (죽상 동맥 경화(atherosclerosis), 종양 형성(oncogenesis), 폐 전이(lung metastasis), 폐 감염(pulmonary infection))과 관련이 있다.As shown in (A) of FIG. 1, the up-regulated genes such as CSF3 and RHOA and the down-regulated genes such as VEGFA, CXCL14, NCK2 and NRG1 have several cell processes (cell motility, auto-digestion). Autophagy, neutrophil chemotaxis, neutrophil migration and SMC proliferation) and disease response (atherosclerosis, oncogenesis, lung metastasis) , And pulmonary infection.

도 1 중 (B)와 같이, 세포사멸(apoptosis), 세포 이동(cell migration), 세포 사멸(cell death), 세포 증식(cell proliferation), 염증(inflammation), 독성(toxicity), 신생 세포(암 세포, neoplasm), 종양 전이(neoplasm metastasis), 죽상 동맥 경화증(atherosclerosis) 및 감염(infection)과 같은 세포 과정 및 질병 반응은 DEGs, CSF3, CXCL8, RHOA, S100A7, S100A9, STYXL1, VEGFA, IGBP3, NAMPT 및 CXCL14과 관련되어 있다. As shown in (B) in Figure 1, apoptosis, cell migration, cell death, cell proliferation, inflammation, toxicity, new cells (cancer) Cell processes and disease responses such as cells, neoplasm, neoplasm metastasis, atherosclerosis and infection are DEGs, CSF3, CXCL8, RHOA, S100A7, S100A9, STYXL1, VEGFA, IGBP3, NAMPT And CXCL14.

<실시예 3> PHNECs의 DEP 노출에 대한 DEGs 농축 분석<Example 3> DEGs concentration analysis for DEP exposure of PHNECs

상기 <실시예 2>의 도 1에 기재된 신호전달 네트워크를 기반으로 유전자 농축 분석을 수행하여 표 3에 나타내었다. 생물학적 경로 분야에서, DEP 노출에 의하여 유도된 유전자는 통각 발현 타겟(nociception expression targets), IL-1B 발현 타겟, 혈소판 활성화(platelet activation), 및 CXC 케모카인 수용체(chemokine receptor)와 관련된 신호 전달과 연관되었다.Gene enrichment analysis was performed based on the signaling network described in FIG. 1 of <Example 2>, and the results are shown in Table 3. In the field of biological pathways, genes induced by DEP exposure have been associated with signal transduction associated with nociception expression targets, IL-1B expression targets, platelet activation, and CXC chemokine receptors. .

건선(psoriasis)의 인터루킨-17 신호, 건선 관절염(psoriatic arthritis)의 케라틴 세포(keratinocyte) 활성화, 및 각질형성세포(keratinocytes)의 TNFR/NF-kB 신호전달의 분열(disruption)을 유도하는 HPV E6/E7를 포함하는 일부의 질병과 관련된 신호를 표 4에 기재하였다. 농축 분석의 결과는 VEGFA 유전자가 거의 모든 신호 전달에 관여함을 시사하였다. 더불어 CXCL8 및 MMP1 또한 표 3 및 표 4에 나타낸 바와 같이 다양한 신호 전달 경로에 포함되는 것을 확인하였다([표 3] Nociception Expression Targets Overview Signaling: 통각 발현 타겟 개요 신호전달, Persisted DNA Repair Triggers Genomic Instability: 지속된 DNA 복구로 게놈 불안정성 유발, Vascular Endothelial Cell Permeability Activation: 혈관 내피 세포 침투 활성화, IL1B Expression Targets: IL1B 발현 타겟, Platelet Activation via Adhesion Molecules: 접착 분자를 통한 혈소판 활성화, CXC Chemokine Receptor Signaling: CXC 케모카인 수용체 신호 전달, Plasmin Effects in Inflammation: 염증에 대한 플라스민 효과, Osteoarthritis Overview:골관절염 개요, Eosinophil Activation in Myeloid Cells in Inflammation: 염증에서 골수 세포의 호산구 활성화, Mast-Cells De Novo Synthesized Mediators via IgE Independent Signaling: 비만세포는 IgE 독립적 신호를 통해 중재자를 새롭게 합성함, CCR1 Expression Targets: CCR1(C-C chemokine receptor type 1) 발현 타겟.)HPV E6/ induces interleukin-17 signaling in psoriasis, keratinocyte activation in psoriatic arthritis, and TNFR/NF-kB signaling in keratinocytes The signals associated with some diseases, including E7, are listed in Table 4. The results of the enrichment analysis suggested that the VEGFA gene is involved in almost all signal transduction. In addition, it was confirmed that CXCL8 and MMP1 are also included in various signal transduction pathways as shown in Tables 3 and 4 ([Table 3] Nociception Expression Targets Overview Signaling: Perceptual Expression Targets Overview Signaling, Persisted DNA Repair Triggers Genomic Instability: Continuous DNA Repair Induces Genomic Instability, Vascular Endothelial Cell Permeability Activation: Vascular Endothelial Cell Infiltration Activation, IL1B Expression Targets:  IL1B Expression Target, Platelet Activation via Adhesion Molecules: Platelet Activation Through Adhesion Molecules, CXC Chemokine Receptor Signaling: CXC Chemokine Receptor Signaling Delivery, Plasmin Effects in Inflammation: Plasmin Effects on Inflammation, Osteoarthritis Overview: Eosinophil Activation in Myeloid Cells in Inflammation: Eosinophil Activation of Bone Marrow Cells in Inflammation, Mast-Cells De Novo Synthesized Mediators via IgE Independent Signaling: Mast Cells Newly synthesizes mediators through IgE independent signals, CCR1 Expression Targets: CCR1 (CC chemokine receptor type 1) expression target.)

([표 4] Interleukin-17 Signaling in Psoriasis: 건선에서의 IL-17 신호, Keratinocyte Activation in Psoriatic Arthritis: 건선 관절염의 케라틴 세포 활성화, HPV E6 and E7 Induced Disruption of TNFR/NF-kB Signaling in Keratinocytes: 각질형성세포의 TNFR/NF-kB 신호전달의 분열을 유도하는 HPV E6/E7, Interleukin-22 Induced Keratinocyte Proliferation: IL-22는 각질형성세포의 증식을 유도함, TLR2 Induced Synovial Fibroblast Activation in Rheumatoid Arthritis: 류마티스 관절염에서 TLR2는 활막섬유모세포의 활성화를 유도함, Dendritic Cells Function in Psoriasis: 건선에서 수지상 세포의 기능, Synovial Fibroblast Activation in Psoriatic Arthritis: 건선 관절염에서 활막섬유모세포의 활성화, Synovial Fibroblast Activation by Cytokines in Rheumatoid Arthritis: 류마티스 관절염에서 사이토카인에 의한 활막섬유모세포의 활성화.).(Table 4) Interleukin-17 Signaling in Psoriasis: IL-17 signaling in psoriasis, Keratinocyte Activation in Psoriatic Arthritis: Keratin cell activation of psoriatic arthritis, HPV E6 and E7 Induced Disruption of TNFR/NF-kB Signaling in Keratinocytes: Keratin HPV E6/E7, Interleukin-22 Induced Keratinocyte Proliferation: IL-22 Induces Proliferation of Keratinocytes, TLR2 Induced Synovial Fibroblast Activation in Rheumatoid Arthritis: Rheumatoid Arthritis TLR2 induces synovial fibroblast activation, Dendritic Cells Function in Psoriasis: Dendritic cell function in psoriasis, Synovial Fibroblast Activation in Psoriatic Arthritis: Activation of synovial fibroblasts in psoriatic arthritis, Synovial Fibroblast Activation by Cytokines in Rheumatoid Arthritis: Rheumatoid Activation of synovial fibroblasts by cytokines in arthritis.).

명칭designation 중첩 유전자Overlapping gene
(Overlapping Genes)(Overlapping Genes)
p-값p-value
Nociception Expression Targets Overview SignalingNociception Expression Targets Overview Signaling RHOA;CXCL8;VEGFA;MMP1RHOA;CXCL8;VEGFA;MMP1 0.0231070.023107 Persisted DNA Repair Triggers Genomic InstabilityPersisted DNA Repair Triggers Genomic Instability RAD52;TERF2;XRCC3RAD52;TERF2;XRCC3 0.0024990.002499 Vascular Endothelial Cell Permeability ActivationVascular Endothelial Cell Permeability Activation VEGFA;RHOA;BCAR1VEGFA;RHOA;BCAR1 0.0046690.004669 IL1B Expression TargetsIL1B Expression Targets CSF3;VEGFA;CXCL8CSF3;VEGFA;CXCL8 0.0046690.004669 Platelet Activation via Adhesion MoleculesPlatelet Activation via Adhesion Molecules RHOA;CXCL8;BCAR1RHOA;CXCL8;BCAR1 0.017230.01723 CXC Chemokine Receptor SignalingCXC Chemokine Receptor Signaling RHOA;CXCL8;BCAR1RHOA;CXCL8;BCAR1 0.0210190.021019 Plasmin Effects in InflammationPlasmin Effects in Inflammation RHOA;BCAR1;MMP1RHOA;BCAR1;MMP1 0.0210190.021019 Osteoarthritis OverviewOsteoarthritis Overview TGFBR2;VEGFA;MMP1TGFBR2;VEGFA;MMP1 0.0215950.021595 Eosinophil Activation in Myeloid Cells in InflammationEosinophil Activation in Myeloid Cells in Inflammation RHOA;CXCL8;VEGFARHOA;CXCL8;VEGFA 0.0349480.034948 Mast-Cells De Novo Synthesized Mediators via IgE Independent SignalingMast-Cells De Novo Synthesized Mediators via IgE Independent Signaling RHOA;CXCL8;P2RY1RHOA;CXCL8;P2RY1 0.0490180.049018 CCR1 Expression TargetsCCR1 Expression Targets VEGFA;MMP1VEGFA;MMP1 0.0125830.012583

명칭designation 중첩 유전자Overlapping gene
(Overlapping Genes)(Overlapping Genes)
p-값p-value
Interleukin-17 Signaling in PsoriasisInterleukin-17 Signaling in Psoriasis CSF3;VEGFA;S100A7;MMP1;CXCL8CSF3;VEGFA;S100A7;MMP1;CXCL8 1.20274E-051.20274E-05 Keratinocyte Activation in Psoriatic ArthritisKeratinocyte Activation in Psoriatic Arthritis VEGFA;S100A7;MMP1;CXCL8VEGFA;S100A7;MMP1;CXCL8 0.0004526140.000452614 HPV E6 and E7 Induced Disruption of TNFR/NF-kB Signaling in KeratinocytesHPV E6 and E7 Induced Disruption of TNFR/NF-kB Signaling in Keratinocytes TAB2;CFLAR;CXCL8;VEGFATAB2;CFLAR;CXCL8;VEGFA 0.0008303430.000830343 Interleukin-22 Induced Keratinocyte ProliferationInterleukin-22 Induced Keratinocyte Proliferation S100A9;S100A7;MMP1S100A9; S100A7; MMP1 0.0022630670.002263067 TLR2 Induced Synovial Fibroblast Activation in Rheumatoid ArthritisTLR2 Induced Synovial Fibroblast Activation in Rheumatoid Arthritis VEGFA;MMP1;CXCL8VEGFA;MMP1;CXCL8 0.0024222280.002422228 Dendritic Cells Function in PsoriasisDendritic Cells Function in Psoriasis VEGFA;S100A9;S100A7VEGFA;S100A9;S100A7 0.0044022450.004402245 Synovial Fibroblast Activation in Psoriatic ArthritisSynovial Fibroblast Activation in Psoriatic Arthritis VEGFA;MMP1;CXCL8VEGFA;MMP1;CXCL8 0.0054038670.005403867 Synovial Fibroblast Activation by Cytokines in Rheumatoid ArthritisSynovial Fibroblast Activation by Cytokines in Rheumatoid Arthritis VEGFA;MMP1;CXCL8VEGFA;MMP1;CXCL8 0.0059520030.005952003

<실시예 4> PHNECs에서 DEP에 의해 유발된 잠재적인 바이오마커 식별 <Example 4> Identification of potential biomarkers induced by DEP in PHNECs

경로 분석의 결과에 기초하여, 단순한 신호 전달 네트워크를 형성하였다(도 2). 유전자 상호 작용 연구를 통해 잠재적인 마커로 도 2에 기재된 유전자를 선정하였다. 도 2를 참고하면, 거의 모든 유전자들은 염증 및 주화성(chemotaxis)과 연관성이 있으며, 대부분 분비된 단백질을 암호화한다. 특히 VEGFA는 모든 인접 유전자와 직간접적으로 관련이 있었다. 또한 CXCL8, CSF3 및 MMP1도 유전자들 사이에 많은 관계가 있었다. 게다가, 상기 VEGFA, CXCL8, CSF3 및 MMP1은 염증과 관련이 있는 유전자이기 때문에, DEP에 의해 유발된 비강내 염증성 질환의 주요 바이오마커일 수 있다. 200㎍/ml DEP에 노출된 PHNEC에 있어서, CSF3 및 MMP1 유전자의 발현 수준을 qRT-PCR을 통해 확인하였고, 그 결과를 하기 표 5 및 도 3에 나타내었다.Based on the results of the route analysis, a simple signal transmission network was formed (Fig. 2). Genes described in FIG. 2 were selected as potential markers through gene interaction studies. Referring to FIG. 2, almost all genes are associated with inflammation and chemotaxis, and mostly encode secreted proteins. In particular, VEGFA was directly or indirectly related to all adjacent genes. In addition, CXCL8, CSF3 and MMP1 also had many relationships between genes. Moreover, since VEGFA, CXCL8, CSF3 and MMP1 are genes associated with inflammation, they may be major biomarkers of intranasal inflammatory diseases caused by DEP. In PHNEC exposed to 200 μg/ml DEP, the expression levels of CSF3 and MMP1 genes were confirmed through qRT-PCR, and the results are shown in Table 5 and FIG. 3.

Gene SymbolGene Symbol Genbank Accession #Genbank Accession # Gene NameGene Name 200㎍/ml200㎍/ml Fold changeFold change P-valueP-value VEGFAVEGFA NM_001025370NM_001025370 vascular endothelial growth factor Avascular endothelial growth factor A 0.469042660.46904266 0.0006507040.000650704 CSF3CSF3 NM_000759NM_000759 colony stimulating factor 3 (granulocyte)colony stimulating factor 3 (granulocyte) 2.09436852.0943685 0.0009342080.000934208

그 결과, 200㎍/ml의 DEP에 노출시, VEGFA의 발현 수준은 하향 조절되었고, CSF3의 발현 수준은 현저하게 상향 조절되는 것을 확인하였다. 따라서 DEP 노출에 의한 VEGFA 및 CSF3의 특이적인 발현 변화는 상기 유전자를 DEP 노출 여부를 확인할 수 있는 바이오마커로 유용하게 활용될 수 있음을 시사하였다. 또한 VEGFA 및 CSF3는 앞선 결과에서 염증 반응에 관여하는 유전자임을 확인하였기 때문에, DEP 노출에 의해 유도된 비강내 염증 질환 진단에도 사용될 수 있음을 확인하였다.As a result, when exposed to 200 μg/ml of DEP, the expression level of VEGFA was down-regulated, and it was confirmed that the expression level of CSF3 was significantly up-regulated. Therefore, the specific expression change of VEGFA and CSF3 by DEP exposure suggested that the gene can be usefully used as a biomarker to confirm whether DEP is exposed. In addition, since it was confirmed that VEGFA and CSF3 are genes involved in the inflammatory response in the previous results, it was confirmed that they can also be used to diagnose intranasal inflammatory diseases induced by DEP exposure.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The above description of the present invention is for illustration only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 DEP에 노출된 비강세포 내 유전자 발현 변화를 확인하고, 실제 선연구 결과들을 기반으로 한 빅데이터 분석을 통한 신호전달 네트워크 확인을 통해, 특이적인 전사체적 발현 변화를 보이는 유전자인 VEGFA를 선별한 것으로, DEP에 노출시, 상기 VEGFA의 발현 수준은 하향 조절되는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 비강내 DEP 노출 여부 확인용 조성물은 기존 DEP 노출 확인 방법보다 신속하고 정확하게 진단 및 예측할 수 있으며, 상기 VEGFA는 염증 반응에 관여하는 유전자이기 때문에 DEP에 의해 유발되는 비강내 염증 질환의 진단에도 사용될 수 있다.As described above, the present invention confirms a change in gene expression in nasal cells exposed to DEP, and shows a specific transcript expression change through signal transmission network verification through big data analysis based on actual pre-research results. The gene VEGFA was selected, and when exposed to DEP, it was confirmed that the expression level of the VEGFA is down-regulated. Therefore, the composition for confirming whether intranasal DEP is exposed in the present invention can be diagnosed and predicted more quickly and accurately than the conventional method for confirming DEP exposure, and since VEGFA is a gene involved in an inflammatory response, diagnosis of intranasal inflammatory disease caused by DEP Can also be used for

<110> Dongguk University Industry-Academic Cooperation Foundation Seoul National University R&DB Foundation <120> Compositions for identification of exposure to diesel exhaust particle at nasal cavity <130> NP18-0018D <160> 14 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP1 forward primer <400> 1 catatatgga cgttcccaaa atcc 24 <210> 2 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP1 reverse primer <400> 2 gtgcgcatgt agaatctgtc tttaa 25 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL8 forward primer <400> 3 agacagcaga gcacacaagc 20 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL8 reverse primer <400> 4 atggttcctt ccggtggt 18 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CSF3 forward primer <400> 5 cacccagagc cccatgaagc t 21 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CSF3 reverse primer <400> 6 gcacagcttg taggtggcac actc 24 <210> 7 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NCK2 forward primer <400> 7 atagccaagt gggactac 18 <210> 8 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NCK2 reverse primer <400> 8 tgtgtccttc aggttctt 18 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL14 forward primer <400> 9 atgaagccaa agtacccgca c 21 <210> 10 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL14 reverse primer <400> 10 ttccaggcgt tgtaccactt g 21 <210> 11 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> VEGFA forward primer <400> 11 atcaccatgc agattatgcg g 21 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> VEGFA reverse primer <400> 12 ggctccaggg cattagacag 20 <210> 13 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH forward primer <400> 13 atggggaagg tgaaggtcg 19 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH reverse primer <400> 14 ggggtcattg atggcaacaa 20 <110> Dongguk University Industry-Academic Cooperation Foundation Seoul National University R&DB Foundation <120> Compositions for identification of exposure to diesel exhaust particle at nasal cavity <130> NP18-0018D <160> 14 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP1 forward primer <400> 1 catatatgga cgttcccaaa atcc 24 <210> 2 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MMP1 reverse primer <400> 2 gtgcgcatgt agaatctgtc tttaa 25 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL8 forward primer <400> 3 agacagcaga gcacacaagc 20 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL8 reverse primer <400> 4 atggttcctt ccggtggt 18 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CSF3 forward primer <400> 5 cacccagagc cccatgaagc t 21 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CSF3 reverse primer <400> 6 gcacagcttg taggtggcac actc 24 <210> 7 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NCK2 forward primer <400> 7 atagccaagt gggactac 18 <210> 8 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NCK2 reverse primer <400> 8 tgtgtccttc aggttctt 18 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL14 forward primer <400> 9 atgaagccaa agtacccgca c 21 <210> 10 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CXCL14 reverse primer <400> 10 ttccaggcgt tgtaccactt g 21 <210> 11 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> VEGFA forward primer <400> 11 atcaccatgc agattatgcg g 21 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> VEGFA reverse primer <400> 12 ggctccaggg cattagacag 20 <210> 13 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH forward primer <400> 13 atggggaagg tgaaggtcg 19 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH reverse primer <400> 14 ggggtcattg atggcaacaa 20

Claims (12)

VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현수준을 측정하는 제제를 포함하며, 비강내 디젤 배기 미립자에 노출시 상기 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준은 정상 대조군 대비 하향조절(down-regulation)되는 것을 특징으로 하는 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 조성물.
It includes an agent that measures the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding it, and when exposed to diesel exhaust particles in the nasal cavity, the expression level of the VEGFA protein or mRNA encoding it is down-regulated compared to the normal control A composition for confirming whether or not diesel exhaust particulates are exposed in the nasal cavity.
제1항에 있어서,
상기 제제가 항체인 조성물.
According to claim 1,
A composition in which the agent is an antibody.
제1항에 있어서,
상기 제제가 프라이머 또는 프로브인 조성물.
According to claim 1,
A composition in which the agent is a primer or probe.
삭제delete 제1항의 조성물을 포함하는, 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부 확인용 키트.
A kit for confirming whether diesel exhaust particulates are exposed in the nasal cavity, comprising the composition of claim 1.
VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준의 감소를 확인하여 비강내 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법.
A method for evaluating exposure to diesel exhaust particulates in the nasal cavity by confirming a decrease in the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding the same.
제6항에 있어서,
(a) 디젤 배기 미립자에 노출되었을 것으로 의심되는 생물학적 시료로부터 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및
(b) 정상 대조군 시료로부터 상기 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 측정하여 상기 (a) 단계의 측정결과와 비교하되, 정상 대조군 시료 대비 VEGFA의 발현이 하향조절(down-regulation) 되었을 때 디젤 배기 미립자에 노출된 것으로 평가하는 단계를 포함하는 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법.
The method of claim 6,
(a) measuring the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding it from a biological sample suspected of being exposed to diesel exhaust particulates; And
(b) measuring the expression level of the protein or mRNA encoding it from the normal control sample and comparing it with the measurement result of step (a), but when the expression of VEGFA is down-regulated compared to the normal control sample, diesel A method for evaluating exposure to diesel exhaust particulate, comprising the step of evaluating exposure to exhaust particulate.
제7항에 있어서,
상기 생물학적 시료는 비강으로부터 유래된 조직 또는 세포인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 7,
The biological sample is a method characterized in that the tissue or cells derived from the nasal cavity.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 측정은 마이크로어레이(microarray), 역전사 중합효소 연쇄반응(reverse transcriptase-polymerase chain reaction), 실시간 중합효소 연쇄반응(real time-polymerase chain reaction), 웨스턴 블럿, 노던 블럿, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선면역분석(RIA: radioimmunoassay), 방사 면역 확산법 (radioimmunodiffusion) 및 면역침전분석법(immunoprecipitation assay)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 7,
The measurements include microarray, reverse transcriptase-polymerase chain reaction, real time-polymerase chain reaction, Western blot, Northern blot, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) , Radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, and immunoprecipitation assay.
제7항에 있어서,
상기 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법은 디젤 배기 미립자에 의해 유도된 비강내 염증 질환 진단에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 7,
The method for evaluating whether the diesel exhaust particles are exposed is used for diagnosing an intranasal inflammatory disease induced by diesel exhaust particles.
제6항에 있어서,
(a) 디젤 배기 미립자에 노출되었을 것으로 의심되는 생물학적 시료로부터 VEGFA 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 측정하는 단계; 및
(b) 정상 대조군 시료로부터 상기 단백질 또는 이를 암호화하는 mRNA의 발현 수준을 측정하여 상기 (a) 단계의 측정결과와 비교하되, 정상 대조군 시료 대비 VEGFA의 발현이 하향조절(down-regulation) 되었을 때 디젤 배기 미립자에 의하여 비강내 염증 질환이 유발될 확률이 높은 것으로 평가하는 단계를 포함하는 디젤 배기 미립자 노출 여부를 평가하는 방법.
The method of claim 6,
(a) measuring the expression level of VEGFA protein or mRNA encoding it from a biological sample suspected of being exposed to diesel exhaust particulates; And
(b) measuring the expression level of the protein or mRNA encoding it from the normal control sample and comparing it with the measurement result of step (a), but when the expression of VEGFA is down-regulated compared to the normal control sample, diesel A method for evaluating exposure to diesel exhaust particulates, comprising evaluating the likelihood that inflammatory diseases in the nasal cavity will be caused by the exhaust particulates.
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