KR102181698B1 - Mehtod for screening anti-inflammatory agent - Google Patents

Mehtod for screening anti-inflammatory agent Download PDF

Info

Publication number
KR102181698B1
KR102181698B1 KR1020180166061A KR20180166061A KR102181698B1 KR 102181698 B1 KR102181698 B1 KR 102181698B1 KR 1020180166061 A KR1020180166061 A KR 1020180166061A KR 20180166061 A KR20180166061 A KR 20180166061A KR 102181698 B1 KR102181698 B1 KR 102181698B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
disease
inflammatory
cells
big1
substance
Prior art date
Application number
KR1020180166061A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200076992A (en
Inventor
유제욱
홍수정
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020180166061A priority Critical patent/KR102181698B1/en
Publication of KR20200076992A publication Critical patent/KR20200076992A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102181698B1 publication Critical patent/KR102181698B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6893Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/136Screening for pharmacological compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/158Expression markers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/46Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans from vertebrates
    • G01N2333/47Assays involving proteins of known structure or function as defined in the subgroups
    • G01N2333/4701Details
    • G01N2333/4703Regulators; Modulating activity
    • G01N2333/4706Regulators; Modulating activity stimulating, promoting or activating activity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2500/00Screening for compounds of potential therapeutic value
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/50Determining the risk of developing a disease

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 (a) BIG1 또는 GBF1을 발현하는 세포에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 세포 상에서 BIG1 또는 GBF1의 발현을 측정하는 단계; 및 (c) 후보물질 비처리군에 비해 상기 BIG1 또는 GBF1의 발현을 억제시키는 물질을 염증 억제 물질로 선별하는 단계를 포함하는, 염증 억제 물질 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of: (a) treating a candidate material to cells expressing BIG1 or GBF1; (b) measuring the expression of BIG1 or GBF1 on the cells; And (c) selecting a substance that inhibits the expression of BIG1 or GBF1 as compared to the non-treated group of the candidate substance as an inflammation inhibitory substance.

Description

염증 억제 물질의 스크리닝 방법{MEHTOD FOR SCREENING ANTI-INFLAMMATORY AGENT}Screening method for anti-inflammatory substances {MEHTOD FOR SCREENING ANTI-INFLAMMATORY AGENT}

본 발명은 염증 억제 물질로 선별하는 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a screening method for selecting an inflammation inhibitory substance.

인터루킨 (IL)-1은 류마티스성 관절염 및 알츠하이머병을 포함한 많은 만성 염증성 또는 퇴행성 질환의 진행과 밀접한 관련이 있는 주요 전염증성 사이토카인이다. 골수 세포에서 IL-1β는 미생물 또는 조직 손상 유발 리간드에 의한 Toll 유사 수용체 (TLRs)의 결합에 의해 불활성 전구체 형태(pro-IL-1β)로 처음 생산된다. 다른 사이토카인과 달리, pro-IL-1β은 Il-1β 유전자에서 소포체(ER)-표적화 리더 서열이 결여되어 있기 때문에 세포질에 존재한다. 대부분의 분비 단백질은 먼저 리더 서열을 통해 ER로 수송된 다음 기존의 ER-골지 분비 경로를 따른다. 따라서, 리더 서열이 없는 IL-1β가 어떻게 세포질에서 세포외 배지로 방출되는지는 불분명하다.Interleukin (IL)-1 is a major pro-inflammatory cytokine that is closely related to the progression of many chronic inflammatory or degenerative diseases, including rheumatoid arthritis and Alzheimer's disease. In bone marrow cells, IL-1β is first produced as an inactive precursor form (pro-IL-1β) by binding of Toll-like receptors (TLRs) by microbial or tissue damage-causing ligands. Unlike other cytokines, pro-IL-1β is present in the cytoplasm because it lacks the endoplasmic reticulum (ER)-targeting leader sequence in the Il-1β gene. Most secreted proteins are first transported to the ER through the leader sequence and then follow the existing ER-Golgi secretion pathway. Therefore, it is unclear how IL-1β without a leader sequence is released from the cytoplasm to the extracellular medium.

세포질에서, IL-1β 변환 효소로 불리는 활성 카스파제-1은 pro-IL-1β를 성숙한 IL-1β 수용체로 절단하고, 활성 IL-1β는 ER-골지 경로와 독립적인 경로를 통해 분비된다. 분비된 활성 IL-1β는 표적 세포의 IL-1β 수용체에 결합함으로써 전-염증 분자의 발현을 유발한다. 카스파제-1 활성은 IL-1β의 활성화 형태로의 절단 뿐만 아니라 분비에도 필요하다고 보고되었고, 최근의 연구에 따르면 활성 카스파제-1은 가스데민 D(gasdermin D)를 분해하여 가스데민 D 포어를 형성하여 IL-1β 분비의 도관으로서 역할을 할 수 있다(미국 공개 특허 제 2018-0318414호).In the cytoplasm, active caspase-1, called IL-1β converting enzyme, cleaves pro-IL-1β into the mature IL-1β receptor, and active IL-1β is secreted through a pathway independent of the ER-Golgi pathway. The secreted active IL-1β triggers the expression of pro-inflammatory molecules by binding to the IL-1β receptor of the target cell. It has been reported that caspase-1 activity is required for secretion as well as cleavage in the activated form of IL-1β.According to recent studies, active caspase-1 decomposes gasdermin D to decompose gasdemin D pore Formed and can serve as a conduit for IL-1β secretion (US Patent Publication No. 2018-0318414).

뉴클레오타이드가 결합된 올리고머화 도메인과 같은 피린 도메인-함유 3(NLRP3) 수용체 계열은 다양한 확인된 인플라마좀 센서 분자 중 ASC(apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase-recruitment domain) 및 프로카스파제-1의 결합과 관련된 가장 잘 연구된 분자 중 하나이다. 미생물 감염에서 내인성 대사 산물에 이르기까지 다양한 자극을 제공한다. NLRP3 인플라좀의 과도한 활성화는 여러 만성 염증 및 대사 장애의 진행과 밀접한 관련이 있다는 새로운 증거가 있다. 그러나 다양한 자극에 의한 NLRP3 인플라마좀의 근원적인 활성화 기전은 여전히 미약하다.The pyrin domain-containing 3 (NLRP3) receptor family, such as the oligomerization domain to which nucleotides are bound, Among the identified inplasmasome sensor molecules, it is one of the best-studied molecules related to the binding of ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase-recruitment domain) and procaspase-1. It provides a variety of stimuli, ranging from microbial infections to endogenous metabolites. There is new evidence that excessive activation of the NLRP3 inplasmosome is closely related to the progression of several chronic inflammatory and metabolic disorders. However, the underlying activation mechanism of NLRP3 inplasmasome by various stimulations is still weak.

본 발명의 목적은 BIG1 또는 GBF1을 발현을 억제시켜 NLRP3 인플라마좀의 활성화가 억제되어, 류마티스성 관절염, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 및 염증성 척추손상 등을 포함한 많은 만성 신경 염증성 또는 퇴행성 질환의 예방 또는 치료할 수 있는 염증 억제제로 결정하는 스크리닝 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to inhibit the expression of BIG1 or GBF1, thereby inhibiting the activation of NLRP3 inplasmasomes, rheumatoid arthritis, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, and inflammatory spinal injury It is to provide a screening method for determining as an inhibitor of inflammation that can prevent or treat many chronic neuroinflammatory or degenerative diseases, including the like.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

이하, 본원에 기재된 다양한 구현예가 도면을 참조로 기재된다. 하기 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해서, 다양한 특이적 상세사항, 예컨대, 특이적 형태, 조성물 및 공정 등이 기재되어 있다. 그러나, 특정의 구현예는 이들 특이적 상세 사항 중 하나 이상 없이, 또는 다른 공지된 방법 및 형태와 함께 실행될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 공정 및 제조 기술은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않게 하기 위해서, 특정의 상세사항으로 기재되지 않는다. "한 가지 구현예" 또는 "구현예"에 대한 본 명세서 전체를 통한 참조는 구현예와 결부되어 기재된 특별한 특징, 형태, 조성 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 구현예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸친 다양한 위치에서 표현된 "한 가지 구현예에서" 또는 "구현예"의 상황은 반드시 본 발명의 동일한 구현예를 나타내지는 않는다. 추가로, 특별한 특징, 형태, 조성, 또는 특성은 하나 이상의 구현예에서 어떠한 적합한 방법으로 조합될 수 있다.Hereinafter, various embodiments described herein are described with reference to the drawings. In the following description, for a thorough understanding of the invention, various specific details, such as specific forms, compositions and processes, etc. are set forth. However, certain embodiments may be practiced without one or more of these specific details, or with other known methods and forms. In other instances, well-known processes and manufacturing techniques have not been described in specific details in order not to unnecessarily obscure the present invention. Reference throughout this specification to “one embodiment” or “embodiment” means that a particular feature, form, composition, or characteristic described in connection with the embodiment is included in one or more embodiments of the present invention. Thus, the context of “in one embodiment” or “embodiment” expressed in various places throughout this specification does not necessarily represent the same embodiment of the invention. Additionally, particular features, shapes, compositions, or properties may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

본 발명 내 특별한 정의가 없으면 본 명세서에 사용된 모든 과학적 및 기술적인 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 당 업자에 의하여 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Unless otherwise defined in the present invention, all scientific and technical terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

본 발명에서 "인플라마좀 활성 억제"는 목적하는 세포 등의 인플라마좀 활성화의 저하를 야기하는 생체 내 변형을 의미하며, 인플라마좀 생성 억제, 인플라마좀으로 인한 사이토카인 생성 억제 또는 ASC(adaptor protein apoptosis-associated spec-like protein containing a caspase-recruitment domain) 중합체(oligomer) 형성 억제일 수 있다. In the present invention, "inhibition of inplasmasome activity" refers to a modification in vivo that causes a decrease in the activation of inplasmasomes of a target cell, etc., and suppresses inflammasome production, suppresses cytokine production due to inflamasome, or ASC ( Adaptor protein apoptosis-associated spec-like protein containing a caspase-recruitment domain) may inhibit the formation of a polymer (oligomer).

본 발명에서 인플라마좀(inflammasomes)은 카스파제-1-활성화 복합 단백질 복합체로, 1) 감각 단백질(sensor protein)인 NLRP3(NOD-like receptor family, pyrin domain-containing 3), 2) 연결 단백질(adaptor protein)인 ASC(adaptor protein apoptosis-associated spec-like protein containing a caspase-recruitment domain) 및 3) 이펙터 단백질인 프로카스파제-1(caspase-1)으로 구성된다. 상기한 인플라마좀 구성 성분들은 미생물의 감염이나 조직의 상해가 발생한 경우에 조립되는데, 사이토졸에서 조립에 의해 활성화된 인플라마좀은 카스파제-1을 활성화시켜 인터루킨 (IL)-1β 또는 인터루킨-18을 분비하여 숙주의 선천 면역 방어기능을 수행한다 (Schroder K, Tschopp J, Cell 140:821-832(2010); Franchi L, Munoz-Planillo R, Nunex, Nat Immunol 13:325-332(2012)). 바람직하게는, 상기 인플라마좀은 NLRP3 인플라마좀일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, inflammasomes are caspase-1-activated complex protein complexes, 1) NOD-like receptor family, pyrin domain-containing 3 (NLRP3), 2) linking protein (sensor protein) ( It is composed of an adaptor protein) ASC (adaptor protein apoptosis-associated spec-like protein containing a caspase-recruitment domain) and 3) an effector protein, procaspase-1. The above-described inplasmasome components are assembled when microbial infection or tissue injury occurs.Inflamasomes activated by assembly in cytosol activate caspase-1 to activate interleukin (IL)-1β or interleukin- 18 is secreted to perform the host's innate immune defense function (Schroder K, Tschopp J, Cell 140:821-832 (2010); Franchi L, Munoz-Planillo R, Nunex, Nat Immunol 13:325-332 (2012)) ). Preferably, the inplasmasome may be an NLRP3 inplasmasome, but is not limited thereto.

본 발명에서 NLRP3 인플라마좀은 과도하게 활성 되는 경우에는 인플라마좀 매개 염증성 질환의 발병을 유도 및/또는 촉진할 수 있다(Henao-Mejia J, Elinav Em Thaiss CA, Flavell RA(2014) Inflammasomes and metabolic disease. Annu Rev Physiol 76:57-78; Wen H, TingJP, eil LA 2012) A role for the NLRP3 inflammasome in metabolic diseases-did Warburg miss inflammation Nat Immunol 13:352-357.). 인플라마좀 매개 염증성 질환이란, 인플라마좀이 비 정상적으로 과도하게 활성화된 경우 발생하는 이상질환으로, 바람직하게는 자가 염증성 질환 또는 신경 염증성 질환일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, NLRP3 inflamasome can induce and/or promote the onset of inflammasome-mediated inflammatory disease when excessively active (Henao-Mejia J, Elinav Em Thaiss CA, Flavell RA (2014) Inflammasomes and metabolic disease.Annu Rev Physiol 76:57-78; Wen H, TingJP, eil LA 2012) A role for the NLRP3 inflammasome in metabolic diseases-did Warburg miss inflammation Nat Immunol 13:352-357.). The inflammasome-mediated inflammatory disease is an abnormal disease that occurs when inplasmasome is abnormally excessively activated, and may preferably be an auto-inflammatory disease or a neuro-inflammatory disease, but is not limited thereto.

본 발명에서 자가 염증성 질환은 머클-웰스 증후군(Muckle-Wells syndrome; MWS), LADA (성인형 지연성 자가면역 당뇨병), 가족성 한랭 자가 염증성 증후군 (FCAS), 크리오피린-관련 주기성 증후군 (CAPS), 신생아-발병 다기관 염증성 증후군 (NOMID), 만성 영아 신경 피부 관절 (CINCA) 증후군, 가족성 지중해열 (FMF), 및/또는 전신 발병 소아 특발성 관절염 (SJIA)과 같은 특정 형태의 소아 관절염, 전신 발병 소아 특발성 류마티스 관절염과 같은 특정 형태의 소아 류마티스 관절염, 및/또는 특정 형태의 성인 류마티스 관절염으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, auto-inflammatory diseases are Merkle-Wells syndrome (MWS), LADA (adult-type delayed autoimmune diabetes), familial cold auto-inflammatory syndrome (FCAS), cryopyrin-related periodic syndrome (CAPS). , Neonatal-onset multi-organ inflammatory syndrome (NOMID), chronic infantile neurocutaneous joint (CINCA) syndrome, familial Mediterranean fever (FMF), and/or systemic onset Certain forms of pediatric arthritis such as pediatric idiopathic arthritis (SJIA), systemic onset It may be any one or more selected from the group consisting of a specific form of juvenile rheumatoid arthritis, such as juvenile idiopathic rheumatoid arthritis, and/or a specific form of adult rheumatoid arthritis, but is not limited thereto.

본 발명에서 신경 염증성 질환은 염증 반응에 의해 신경 조직의 손상으로 초래된 질환을 의미하며, 바람직하게는 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌틴턴병, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 미만성 루이소체병, 백색질뇌염, 측두엽간질 및 염증성 척수손상으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 질병일 수 있고, 더욱 바람직하게는 알츠하이머병일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the neuroinflammatory disease refers to a disease caused by damage to the nerve tissue by an inflammatory reaction, and preferably Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntinton's disease, Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, It may be any one or more diseases selected from the group consisting of diffuse Lewy body disease, leukoencephalitis, temporal lobe epilepsy, and inflammatory spinal cord injury, and more preferably Alzheimer's disease, but is not limited thereto.

상기 알츠하이머병은 미세아교세포(microglia)의 NLRP3 인플라마좀 활성화가 중요한 메커니즘으로 보고되어 있으며, 알츠하이머병의 동물모델에서도 상기 미세아교세포에서 인플라마좀으로 인해 발생되는 사이토카인인 카스파제-1 및 IL-1의 양이 증가된다(Immunol Rev. 2015 May; 265(1):63-74.).In Alzheimer's disease, NLRP3 inflammasome activation of microglia is reported as an important mechanism, and even in an animal model of Alzheimer's disease, caspase-1, a cytokine caused by inplasmasome in the microglia, and The amount of IL-1 is increased (Immunol Rev. 2015 May; 265(1):63-74.).

최근 연구에 따르면, MCC950 또는 케톤 메타볼라이트 β -하이드록시부티레이트(ketone metabolite β-hydroxybutyrate), 글리벤트라마이드(Glibenclamide)와 같은 NLRP3 인플라마좀 형성을 억제하는 화합물이 자가 염증성 질환인 머클-웰 신드롬 또는 신경 염증성 질환인 알츠하이머 및 CNS 손상 등에서 상기 질환을 경감시키는 과정을 통하여 치료 효과를 발휘한다고 보고되었다(Nature Medicine Volume: 21, Pages:248-255 Year published:(2015) DOI:doi:10.1038/nm.3806, Nature Medicine Volume: 21, Pages:263-269 Year published:(2015) DOI:doi:10.1038/nm.3804). 따라서, 본 발명에 의해 선별된 물질은 NLRP3 인플라마좀 형성을 현저하게 억제함으로써, NLRP3 인플라마좀 연관 질환(NLRP3 inflammasome-mediate inflammatory disease)인 상기 자가 염증성 질환 및 신경 염증성 질환의 치료에 효과적으로 사용될 수 있다.According to a recent study, compounds that inhibit NLRP3 inflammasome formation, such as MCC950 or ketone metabolite β-hydroxybutyrate, and Glibenclamide, have shown that the auto-inflammatory disease Merkle-Well syndrome. Or it has been reported to exert a therapeutic effect through the process of alleviating the disease in neuro-inflammatory diseases such as Alzheimer's and CNS injury (Nature Medicine Volume: 21, Pages:248-255 Year published: (2015) DOI:doi:10.1038/nm). .3806, Nature Medicine Volume: 21, Pages:263-269 Year published:(2015) DOI:doi:10.1038/nm.3804). Therefore, the material selected by the present invention remarkably inhibits the formation of NLRP3 inflammasomes, so that it can be effectively used for the treatment of the auto-inflammatory disease and neuro-inflammatory disease, which are NLRP3 inflammasome-mediate inflammatory diseases. have.

한편, 본 발명에서, "예방"은 본 발명에 따른 스크리닝 방법으로 선별된 염증 억제 물질을 이용하여 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 증상을 차단하거나, 그 증상을 억제 또는 지연시키는 모든 행위라면 제한없이 포함할 수 있다. On the other hand, in the present invention, "prevention" includes, without limitation, any action that blocks the symptoms of obesity or lipid-related metabolic diseases, or inhibits or delays the symptoms by using an inflammation inhibitory substance selected by the screening method according to the present invention. can do.

또한, 본 발명에서, "치료"는 본 발명에 따른 스크리닝 방법으로 선별된 염증 억제 물질을 이용하여 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 증상이 호전되거나 이롭게 되는 모든 행위라면 제한없이 포함할 수 있다. In addition, in the present invention, "treatment" may include, without limitation, any action that improves or benefits the symptoms of obesity or lipid-related metabolic disease by using an inflammation inhibitory substance selected by the screening method according to the present invention.

본 발명에서 목적하는 시료는 목적하는 개체에서 분리된 생검, 또는 동물, 바람직하게는 개체로부터 분리된 조직, 세포, 혈액, 혈청, 혈장, 타액 또는 객담 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 환자의 혈액, 혈청 또는 혈장일 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 혈액, 혈청 또는 혈장으로부터 분리된 단핵구 또는 엑소좀일 수 있다.The sample of interest in the present invention may contain a biopsy isolated from the subject of interest, or an animal, preferably a tissue, cell, blood, serum, plasma, saliva, or sputum isolated from the subject, and preferably It may be blood, serum or plasma, more preferably monocytes or exosomes isolated from the blood, serum or plasma.

본 발명에서 "BIG1"과 “GBF1”은 ADP-리보실화 인자 구아닌-뉴클레오타이드 교환 인자 (ARFGEF) 계열에 속하는 단백질로, 세포내 소낭 수송에 중요한 역할을 한다. ARFGEF 단백질은 ARF에 결합된 GDP를 GTP로 대체함으로써 ARF의 활성화에 관여한다. 이는 구아닌-뉴클레오타이드 교환 활성을 일으킬 수 있는 Sec7 도메인을 포함한다.In the present invention, "BIG1" and "GBF1" are proteins belonging to the ADP-ribosylating factor guanine-nucleotide exchange factor (ARFGEF) family, and play an important role in intracellular vesicle transport. ARFGEF protein is involved in the activation of ARF by replacing GDP bound to ARF with GTP. It contains a Sec7 domain capable of causing guanine-nucleotide exchange activity.

유전체의 증폭은 PCR(Polymerase Chain Reaction)에 의해 수행될 수 있다. PCR은 당업계에서 PCR 반응에 필요한 것으로 공지된 성분들을 포함하는 PCR 반응 혼합액을 이용하거나 상업적으로 이용 가능한 사과를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 PCR 반응 혼합액은 사과에서 추출된 유전체 DNA와 본원의 SCAR 프라이머 세트, 적당량의 DNA 중합효소, dNTP, PCR 완충용액 및 물을 포함할 수 있다. 상기 PCR 완충용액은 Tris-HCl, MgCl2, KCl 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 또한, mRNA 발현 수준을 측정하는 방법은 RT-PCR, 경쟁적 RT-PCR(Competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR (Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅 (Northern blotting) 및 DNA 칩을 이용하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The amplification of the genome can be performed by PCR (Polymerase Chain Reaction). PCR may be performed using a PCR reaction mixture containing components known to be necessary for a PCR reaction in the art or using commercially available apples. The PCR reaction mixture may include genomic DNA extracted from apples, SCAR primer set of the present application, an appropriate amount of DNA polymerase, dNTP, PCR buffer solution, and water. The PCR buffer solution may include Tris-HCl, MgCl2, KCl, or the like, but may not be limited thereto. In addition, methods of measuring the mRNA expression level include RT-PCR, competitive RT-PCR, real-time RT-PCR, RNase protection assay (RPA), Northern Blotting (Northern blotting) and using a DNA chip, but is not limited thereto.

또한, 단백질 발현 수준을 측정하는 방법은 웨스턴 블랏, ELISA(enzyme linked immunosorbent asay), 방사선면역분석(Radioimmunoassay; RIA), 방사면역확산법(radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역 확산법, 로케이트(rocket) 면역전기영동, 조직면역염색, 면역침전 분석법(Immunoprecipitation assay), 보체고정분석법 (Complement Fixation Assay), FACS 및 단백질 칩을 이용하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, methods for measuring the protein expression level include Western blot, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, Ouchterlony immune diffusion method, and locate ( rocket) Immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, immunoprecipitation assay, Complement Fixation Assay, FACS and protein chips are used, but are not limited thereto.

본 발명은 BIG1 또는 GBF1 유전자의 mRNA 수준을 측정하는 물질 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질 수준을 측정하는 물질을 포함하는 염증 억제 스크리닝용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for screening for inhibition of inflammation comprising a substance for measuring the mRNA level of the BIG1 or GBF1 gene or a substance for measuring the level of the protein encoded by the gene.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 BIG1 또는 GBF1 유전자는 발현이 억제되는 경우에 염증이 억제된다. 본 발명의 다른 구체예에서, 상기 BIG1 또는 GBF1 유전자의 발현이 억제되는 경우에 NLRP3 인플라마좀의 활성이 억제된다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 조성물은 류마티스성 관절염, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 및 염증성 척추손상 등을 포함한 많은 만성 신경 염증성 또는 퇴행성 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 것으로 예측하는 것이다. In one embodiment of the present invention, when the expression of the BIG1 or GBF1 gene is suppressed, inflammation is suppressed. In another embodiment of the present invention, when the expression of the BIG1 or GBF1 gene is inhibited, the activity of the NLRP3 inplasmasome is inhibited. In another embodiment of the present invention, the composition is used to treat many chronic neuroinflammatory or degenerative diseases including rheumatoid arthritis, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, and inflammatory spinal injury. It is to predict what can be prevented or cured.

본 발명은 (a) BIG1 또는 GBF1을 발현하는 세포에 후보물질을 처리하는 단계; (b) 상기 세포 상에서 BIG1 또는 GBF1의 발현을 측정하는 단계; 및 (c) 후보물질 비처리군에 비해 상기 BIG1 또는 GBF1의 발현을 억제시키는 물질을 염증 억제 물질로 선별하는 단계를 포함하는, 염증 억제 물질 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of: (a) treating a candidate material to cells expressing BIG1 or GBF1; (b) measuring the expression of BIG1 or GBF1 on the cells; And (c) selecting a substance that inhibits the expression of BIG1 or GBF1 as compared to the non-treated group of the candidate substance as an inflammation inhibitory substance.

본 발명의 일 구체예에서, (d) 후보물질이 처리된 세포에서 비처리군과 비교하여, NLRP3 인플라마좀의 활성이 억제되면 염증 억제 물질로 선별하는 단계를 추가로 포함한다. 본 발명의 다른 구체예에서, 상기 염증 억제 물질은 류마티스성 관절염, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 및 염증성 척추손상 등을 포함한 많은 만성 신경 염증성 또는 퇴행성 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 물질이다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 세포는 수지상세포(dendritic cell), 자연살해세포(natural killer cell), T 세포(T cell), B 세포 (B cell), 조절 T 세포 (regulatory T cell, Treg cell), 자연 살해 T 세포(natural killer T cell), 선천성 림프구 세포(Innate lymphoid cell), 대식세포(macrophage), 과립구(Granulocyte), 키메릭 항원 수용체 발현 T 세포(CAR-T: Chimeric antigen receptor-T cell), 림포카 활성 살해세포(LAK: Lymphokine-activated killer Cell), 사이토카인 유도성 살해세포(CIK: Cytokine Induced Killer Cell), 섬유아세포(fibroblast), 연골세포(chondrocyte), 활액막 세포(synovial cell), 피부각질세포(keratinocyte), 지방세포(adipocyte), 조골세포(osteoblast), 파골세포(osteoclast) 및 말초혈액 단핵세포(peripheral blood mononuclear cell)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In one embodiment of the present invention, (d) compared to the untreated group in the cells treated with the candidate substance, when the activity of the NLRP3 inplasmasome is inhibited, the step of selecting as an inflammation inhibitory substance is further included. In another embodiment of the present invention, the anti-inflammatory substance is a number of chronic neuroinflammatory or degenerative diseases including rheumatoid arthritis, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, and inflammatory spinal injury. It is a substance that can prevent or treat. In another embodiment of the present invention, the cells are dendritic cells, natural killer cells, T cells, B cells, regulatory T cells, Treg cells), natural killer T cells, innate lymphoid cells, macrophages, granulocytes, and chimeric antigen receptor-expressing T cells (CAR-T). -T cell), Lymphokine-activated killer Cell (LAK), Cytokine Induced Killer Cell (CIK), fibroblast, chondrocyte, synovial cell ( synovial cells), skin keratinocytes, adipocytes, osteoblasts, osteoclasts, and peripheral blood mononuclear cells.

본 발명은 상기한 염증 억제 스크리닝용 조성물을 포함하는 염증 물질 판별 키트를 제공한다.The present invention provides an inflammatory substance discrimination kit comprising the above-described composition for suppressing inflammation screening.

본 발명은 (a) 목적하는 시료로부터 BIG1 또는 GBF1의 발현을 측정하는 단계; (b) 정상군으로부터 BIG1 또는 GBF1의 발현을 측정하는 단계; (c) (a) 단계의 측정값과 (b) 단계의 측정값을 비교하여, (a) 단계의 측정값이 낮은 경우에, 목적하는 시료가 NLRP3 인플라좀이 억제된 것을 판별하는 방법을 제공한다.The present invention (a) measuring the expression of BIG1 or GBF1 from a sample of interest; (b) measuring the expression of BIG1 or GBF1 from the normal group; (c) Provides a method of comparing the measured value of step (a) with the measured value of step (b), and discriminating that the target sample has suppressed NLRP3 inplasmo when the measured value of step (a) is low. do.

본 발명의 일 구체예에서, NLRP3 인플라좀이 억제된 경우, 목적하는 시료가 류마티스성 관절염, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 및 염증성 척추손상 등을 포함한 많은 만성 신경 염증성 또는 퇴행성 질환의 감수성이 낮은 것으로 판단한다. In one embodiment of the present invention, when the NLRP3 inplasma is inhibited, the target sample includes rheumatoid arthritis, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, and inflammatory spinal injury. It is judged to have low susceptibility to many chronic neuroinflammatory or degenerative diseases.

본 발명에 따른 염증 억제제로 결정하는 스크리닝 방법은 상기 염증 억제제를 처리하여 세포 내에서 BIG1 또는 GBF1을 발현을 억제시켜 NLRP3 인플라마좀의 활성화가 억제되어, 류마티스성 관절염, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 및 염증성 척추손상 등을 포함한 많은 만성 신경 염증성 또는 퇴행성 질환의 예방 또는 치료에 효과를 발휘할 수 있다.The screening method for determining as an inflammation inhibitor according to the present invention inhibits the expression of BIG1 or GBF1 in cells by treating the inflammation inhibitor, thereby inhibiting the activation of NLRP3 inplasmasome, and thus, rheumatoid arthritis, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease , Lou Gehrig's disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, and inflammatory spinal injury, and many chronic neuro-inflammatory or degenerative diseases.

다만, 본 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 정상 BMDM(Scr) 또는 BIG1(Arfgef1)-특이적 shRNA(BIG1)-발현 BMDM 세포에서 LPS (0.25㎍/ml, 3h)로 처리 후 ATP (2mM, 30분, 도 1의 A) 또는 명반 결정 (500㎍/ml, 6시간, 도 1의 B) 처리한 후의 면역 블롯한 결과이다.
도 2는 ATP(2mM, 30분) 처리 및 LPS (0.25㎍/㎖, 3 시간)로 처리한 shScr 또는 shBIG1 BMDM의 배양 상등액 중 IL-1β를 정량한 그래프이다.
도 3은 ATP(2mM, 30분) 처리 및 LPS (0.25㎍/ml, 3 시간)로 처리한 shScr 또는 shBIG1 BMDM로부터의 DSS-가교된 펠렛(DSS-pel) 또는 세포 용해물 (Lys)에 대해 면역 블롯한 결과이다.
도 4는 정상 BMDM(Scr) 또는 GBF1-특이적 shRNA-발현 BMDM에서 LPS(0.25㎍/ml, 3h) 및 ATP (2.5mM, 30분) 처리 및 되거나 처리되지 않은 후의 RT-PCR 분석 결과를 나타낸다.
도 5는 배양 상등액(Sup) 또는 세포 용해물(Lys)로 면역 블롯한 결과이다.
도 6의 A는 처리되지 않은 마우스 BMDM(Unt) 또는 BFA (2㎍/㎖, 1시간 또는 3시간)로 처리된 마우스 BMDM 및 항-GM130 항체(적색)로 염색된 마우스 BMDM의 대표적인 면역 형광 이미지이고, 도 6의 B 및 C는 ATP(2mM, 30분) 처리 및 LPS (0.25㎍/ml, 3시간)로 처리한 정상 BMDM (Scr) 또는 shBig1 BMDM(B) 또는 NLRP3-GFP-발현 BMDM(C)의 대표적인 면역 형광 이미지이다. DAPI에 있어서, 핵 신호를 파란색으로 표시되었다. 스케일바, 10μm.
도 7 및 도 8은 BIG1 녹다운이 부분적으로 전염증성 사이토카인의 LPS-유발성 mRNA 생산을 손상시킨다는 것을 나타내는 그래프이다.
도 7은 표시된 항체를 사용하여 세포 용해물의 면역 블롯을 나타낸다. 야생형 BMDM 및 BFA (2㎍/ml)의 존재 또는 부재 하에서 LPS (0.5μg/ml, 1h 또는 3h)로 처리하지 않거나(Unt) 처리하여 면역블롯을 실시하였다. 정상 BMDM(Scr) 또는 BIG1-녹다운된 BMDM을 LPS (0.5㎍/ml, 1, 3 또는 6시간)로 처리하였다.
도 8은 정량적 실시간 PCR에 의해 결정된 세포 용해물 중의 IL-1β 또는 IL-6 mRNA 수준을 정량한 그래프이다. * P <0.05; ** P <0.01; *** P <0.001. n.s. 유의하지 않다.
도 9는 ATP (2mM, 30분) 처리 및 LPS(0.25㎍/ml, 3h)로 처리된 BIG1-넉다운(shBIG1) 마우스 BMDM의 면역 형광 이미지이다. BIG1-매개성 소포 수송의 억제가 ATP 유도성 미토콘드리아 공간 재 배열을 억제하지 않는다는 것을 나타낸다. 항-Tom20 (적색) 및 항-α-튜불린 (녹색) 항체로 염색하였다. 스케일바, 10μm.
1 shows ATP (2mM, 30 min, A in FIG. 1) after treatment with LPS (0.25 μg/ml, 3h) in normal BMDM (Scr) or BIG1 ( Arfgef1 )-specific shRNA (BIG1)-expressing BMDM cells, or It is the result of immunoblot after treatment with alum crystals (500 μg/ml, 6 hours, FIG. 1B).
Figure 2 is a graph quantifying IL-1β in the culture supernatant of shScr or shBIG1 BMDM treated with ATP (2mM, 30 min) and LPS (0.25 μg/ml, 3 hours).
Figure 3 is for DSS-crosslinked pellets (DSS-pel) or cell lysates (Lys) from shScr or shBIG1 BMDM treated with ATP (2mM, 30 min) and LPS (0.25 μg/ml, 3 hours) This is the result of immunoblot.
Figure 4 shows the results of RT-PCR analysis after treatment with LPS (0.25µg/ml, 3h) and ATP (2.5mM, 30 minutes) and without treatment in normal BMDM (Scr) or GBF1-specific shRNA-expressing BMDM. .
5 is a result of immunoblot with culture supernatant (Sup) or cell lysate (Lys).
6A is a representative immunofluorescence image of mouse BMDM stained with untreated mouse BMDM (Unt) or mouse BMDM treated with BFA (2 μg/ml, 1 hour or 3 hours) and anti-GM130 antibody (red). 6B and C show normal BMDM (Scr) or shBig1 BMDM (B) or NLRP3-GFP-expressing BMDM treated with ATP (2mM, 30 minutes) and LPS (0.25 μg/ml, 3 hours) ( C) is a representative immunofluorescence image. For DAPI, nuclear signals are indicated in blue. Scale bar, 10 μm.
7 and 8 are graphs showing that BIG1 knockdown partially impairs LPS-induced mRNA production of pro-inflammatory cytokines.
7 shows immunoblot of cell lysates using the indicated antibodies. Immunoblot was performed with or without treatment with LPS (0.5 μg/ml, 1h or 3h) in the presence or absence of wild type BMDM and BFA (2 μg/ml) (Unt). Normal BMDM (Scr) or BIG1-knocked down BMDM was treated with LPS (0.5 μg/ml, 1, 3 or 6 hours).
8 is a graph quantifying the level of IL-1β or IL-6 mRNA in cell lysates determined by quantitative real-time PCR. * P <0.05; ** P <0.01; *** P <0.001. ns is not significant.
9 is an immunofluorescence image of BIG1-knockdown (shBIG1) mouse BMDM treated with ATP (2mM, 30 min) and LPS (0.25 μg/ml, 3h). It indicates that inhibition of BIG1-mediated vesicle transport does not inhibit ATP-induced mitochondrial spatial rearrangement. Stained with anti-Tom20 (red) and anti-α-tubulin (green) antibodies. Scale bar, 10 μm.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for describing the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .

실시예Example

마우스mouse

Orient Bio (Seoul, Korea)로부터 C57BL/6 마우스를 수득하였다. Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA)에서 Nlrp3 -/- 마우스를 수득하여 연세대학교에서 생육시켰다. 마우스는 특정 병원균이 없는 조건하에 생육시켰으며, 9주에서 12주된 수컷 마우스를 실험에 사용하였다. 동물 실험을 위한 프로토콜은 연세대학교 의과대학병원 윤리위원회의 승인을 받았으며 모든 실험은 기관 윤리위원회의 승인된 지침에 따라 수행하였다.C57BL/6 mice were obtained from Orient Bio (Seoul, Korea). Nlrp3 -/- mice were obtained from Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA) and grown at Yonsei University. Mice were grown under conditions without specific pathogens, and male mice aged 9 to 12 weeks were used in the experiment. The protocol for animal experiments was approved by the Ethics Committee of Yonsei University Medical School Hospital, and all experiments were performed according to the approved guidelines of the institutional ethics committee.

시약 및 항체Reagents and antibodies

LPS, ATP, 브레펠딘 A (BFA; brefeldin A), 니제리신, MCC950 및 폴리 dA:dT는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 시판되는 것을 사용하였다. GolgiPlug는 BD Biosciences (San Jose, CA, USA)에서 입수하였다. Ac-YVAD-클로로메틸케톤은 Bachem (Torrance, CA, USA)에서 입수하였다. 명반 결정은 InvivoGen (San Diego, CA, USA)에서, Ciliobrevin D는 Calbiochem (San Diego, CA, USA)에서, 항-마우스 카스파제-1과 항-NLRP3 항체는 AdipoGen (San Diego, CA, USA)에서, 항-마우스 IL-1β 항체는 R&D Systems (Minneapolis, MN, USA)에서, 항-ASC 및 항-포스포-ERK 항체는 Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, USA)에서, 항-IκB, 항-포스포-IκB 및 항-IL-6 항체는 Cell Signaling Technology (Beverly, MA, USA)에서, 항-BFA-억제된 구아닌-뉴클레오티드-교환 단백질 1(BIG1; brefeldin A-inhibited guanine nucleotide-exchange protein 1) 항체는 Abcam (Cambridge, MA, USA)에서 PE-접합된 항-TLR4 항체는 BioLegend (San Diego, CA, USA)에서 입수하였다.LPS, ATP, Brefeldin A (BFA; brefeldin A), nigerisin, MCC950 and poly dA:dT were commercially available from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). GolgiPlug was obtained from BD Biosciences (San Jose, CA, USA). Ac-YVAD-chloromethylketone was obtained from Bachem (Torrance, CA, USA). Alum crystals were from InvivoGen (San Diego, CA, USA), Ciliobrevin D from Calbiochem (San Diego, CA, USA), and anti-mouse caspase-1 and anti-NLRP3 antibodies were from AdipoGen (San Diego, CA, USA). In, anti-mouse IL-1β antibody was from R&D Systems (Minneapolis, MN, USA), anti-ASC and anti-phospho-ERK antibody was from Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, USA), anti-IκB, Anti-phospho-IκB and anti-IL-6 antibodies were obtained from Cell Signaling Technology (Beverly, MA, USA), anti-BFA-inhibited guanine-nucleotide-exchange protein 1 (BIG1; brefeldin A-inhibited guanine nucleotide-exchange). The protein 1) antibody was obtained from Abcam (Cambridge, MA, USA), and the PE-conjugated anti-TLR4 antibody was obtained from BioLegend (San Diego, CA, USA).

세포 배양Cell culture

마우스 일차 골수 파생 대식세포(BMDM; bone marrow-derived macrophages)는 C57BL/6 또는 Nlrp3 -/- 마우스의 대퇴부로부터 채취하였다. 불멸의 NLRP3-GFP-발현성 및 NLPR3-재구성된(N1-8) BMDM은 Dr. E.S.에 의해 제공된 것이었다(Thomas Jefferson University, Philadelphia, PA, USA). 모든 BMDM은 10% FBS 및 항생제가 첨가된 L929-조건화 DMEM에서 유지시켰다. 인간 말초 혈액 단핵 세포 (PBMCs; peripheral blood mononuclear cell)는 밀도구배 원심분리에 의해 혈액으로부터 분리시켰다. CD14+ 단핵구는 항 CD14 마이크로비드 (Miltenyi Biotec Inc., Auburn, CA, USA)를 사용하여 PBMC에서 양성으로 분리시켰다. 연구 프로토콜은 서울 대학교 병원의 기관 검토위원회 (No.1403-049-564)에 의해 승인된 것이다. Arfgef1에 의해 코딩된 BIG1의 녹다운을 위해, 비표적화 또는 Arfgef1-특이적 숏-헤어핀(sh) RNA (Sigma-Aldrich)를 함유한 렌티바이러스 입자를 마우스 BMDM에 감염시키는데 사용하였다. shRNA를 안정적으로 발현하는 세포를 푸로마이신 선별로 클로닝하였다.Mouse primary bone marrow-derived macrophages (BMDM; bone marrow-derived macrophages) were harvested from the femurs of C57BL/6 or Nlrp3 -/- mice. Immortal NLRP3-GFP-expressing and NLPR3-reconstituted (N1-8) BMDMs were described by Dr. It was provided by ES (Thomas Jefferson University, Philadelphia, PA, USA). All BMDM was maintained in L929-conditioned DMEM supplemented with 10% FBS and antibiotics. Human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were separated from blood by density gradient centrifugation. CD14 + monocytes were positively isolated from PBMCs using anti CD14 microbeads (Miltenyi Biotec Inc., Auburn, CA, USA). The study protocol was approved by the Institutional Review Board (No.1403-049-564) of Seoul National University Hospital. For knockdown of BIG1 encoded by Arfgef1, lentiviral particles containing untargeted or Arfgef1- specific short-hairpin (sh) RNA (Sigma-Aldrich) were used to infect mouse BMDM. Cells stably expressing shRNA were cloned by puromycin selection.

면역 블롯 분석Immunoblot analysis

세포를 20mM HEPES (pH 7.5), 0.5% Nonidet P-40, 50mM KCl, 150mM NaCl, 1.5mM MgCl2, 1mM EGTA 및 프로테아제 억제제를 함유하는 완충액에서 용해시켰다. 수용성 용해물을 SDS-PAGE로 분석한 후 PVDF 막으로 옮겼다. 일부 실험에서는 세포 배양 상등액을 메탄올/클로로포름에 의해 침전시킨 다음 면역 블롯을 실시하였다.Cells were lysed in a buffer containing 20mM HEPES (pH 7.5), 0.5% Nonidet P-40, 50mM KCl, 150mM NaCl, 1.5mM MgCl 2 , 1mM EGTA and protease inhibitor. The aqueous lysate was analyzed by SDS-PAGE and then transferred to a PVDF membrane. In some experiments, the cell culture supernatant was precipitated with methanol/chloroform and then immunoblot was performed.

mRNA의 정량화mRNA quantification

mRNA 생산을 측정하기 위해 TRIzol 시약 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)을 사용하여 총 RNA를 분리하고 PrimeScript RT 마스터 믹스 (Takara, Tokyo, Japan)를 사용하여 역전사시켰다. SYBR Premix Ex Taq (Takara)를 이용하여 정량적 실시간 PCR을 수행하였다. 프라이머는 다음과 같다: 5'-GCC CAT CCT CTG TGA CTC AT-3' 및 5'-AGG CCA CAG GTA TTT TGT CG-3'(마우스 II-1β); 5'-AGT TGC CTT GGG ACT GA-3' 및 5'-TCC ACG ATT TCC CAG AGA AC-3'(마우스 Il-6); 5'-CGC GGT TCT ATT TTG TTG GT-3' 및 5'-AGT CGG CAT CGT TTA TGG TC-3'(마우스 Rn18s).To measure mRNA production, total RNA was isolated using TRIzol reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) and reverse transcribed using PrimeScript RT master mix (Takara, Tokyo, Japan). Quantitative real-time PCR was performed using SYBR Premix Ex Taq (Takara). Primers were as follows: 5'-GCC CAT CCT CTG TGA CTC AT-3' and 5'-AGG CCA CAG GTA TTT TGT CG-3' (mouse II-1β ); 5'-AGT TGC CTT GGG ACT GA-3' and 5'-TCC ACG ATT TCC CAG AGA AC-3' (mouse Il-6 ); 5'-CGC GGT TCT ATT TTG TTG GT-3' and 5'-AGT CGG CAT CGT TTA TGG TC-3' (mouse Rn18s ).

인플라마좀 활성화 분석Inplasmasome activation assay

NLRP3 인플라마좀의 활성화를 자극하기 위해 BMDM을 LPS(0.25㎍/ml, 3시간)로 처리한 다음, ATP(2mM, 40분) 또는 니제리신(5μM, 40분)으로 처리하였다. 흑색 종 2에서의 결핍(AIM2; absent in melanoma 2) 인플라마좀 활성화를 유도하기 위해 폴리 dA:dT (1㎍/ml)를 6시간 동안 BMDM으로 형질감염시켰다. NLR 패밀리, CARD 도메인 함유 4 (NLRC4; NLR family, CARD domain-containing 4) 인플라마좀 활성화를 유도하기 위해 Pseudomonas aeruginosa PAO1을 사용하여 이전에 설명한 바와 같이 BMDM을 감염시켰다. 인플라마좀의 활성화는 면역블롯에서 배양 상등액으로부터 활성 카스파제-1 p20 및 활성 IL-1β의 존재로 측정하고, Quantikine ELISA 키트(R&D Systems)를 이용한 세포외 IL-1β 정량에 의해 결정하였다.In order to stimulate the activation of NLRP3 inplasmasome, BMDM was treated with LPS (0.25 μg/ml, 3 hours), followed by treatment with ATP (2 mM, 40 minutes) or nigericin (5 μM, 40 minutes). Poly dA:dT (1 μg/ml) was transfected with BMDM for 6 hours to induce inflammasome activation (AIM2; absent in melanoma 2). NLR family, CARD domain-containing 4 (NLRC4; NLR family, CARD domain-containing 4) In order to induce inplasmasome activation, Pseudomonas aeruginosa PAO1 was used to infect BMDM as previously described. Activation of inplasmasome was determined by the presence of active caspase-1 p20 and active IL-1β from the culture supernatant in an immunoblot, and determined by quantification of extracellular IL-1β using a Quantikine ELISA kit (R&D Systems).

NLRP3 인플라마좀 조립 분석NLRP3 inplasmasome assembly analysis

NLRP3의 올리고머화를 측정하기 위해, NLRP3-GFP의 반점 유사 응집체를 NLRP3-GFP-발현 BMDM에서 다초점형광현미경으로 평가하였다. ASC 올리고머화를 결정하기 위해, 디숙신이미딜 수베레이트(DSS, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)-매개성 크로스-결합 분석을 수행하였다. ASC와 NLRP3의 분자 상호 작용을 시각화하기 위해, 제조사의 프로토콜에 따라 항-ASC 또는 항-NLRP3 항체를 사용하여 Duolink in situ red starter 키트(Sigma-Aldrich)를 사용하여 근접-연결(proximity-ligation) 분석을 수행하였다. Image J 소프트웨어 (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)를 사용하여 상대적 근접 연결 신호 (PL 신호/DAPI 신호)를 정량하고 처리되지 않은 대조군과 비교하여 상대적 배수 변화로 계산하였다.To measure the oligomerization of NLRP3, spot-like aggregates of NLRP3-GFP were evaluated by multifocal fluorescence microscopy in NLRP3-GFP-expressing BMDM. To determine ASC oligomerization, disuccinimidyl suberate (DSS, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)-mediated cross-linking assay was performed. To visualize the molecular interactions of ASC and NLRP3, proximity-ligation using the Duolink in situ red starter kit (Sigma-Aldrich) using anti-ASC or anti-NLRP3 antibodies according to the manufacturer's protocol. Analysis was carried out. Relative proximity linkage signal (PL signal/DAPI signal) was quantified using Image J software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA) and calculated as relative fold change compared to the untreated control.

면역 형광 분석법Immunofluorescence assay

세포를 12-웰 플레이트에서 커버 슬립 상에서 성장시키고, 적절한 처리 후에 세포를 4% 파라포름알데히드로 30분 동안 고정시키고, 0.2% 트리톤 X-100으로 15분 동안 투과시켰다. 4% BSA로 1시간 블로킹한 후, 세포를 1차 항체와 함께 1시간 동안 배양한 후, PBS로 세척하고 Alexa 488- 또는 FITC-접합 항-마우스 또는 항-토끼 IgG 항체 (Jackson ImmunoResearch, West Grove , PA, USA)에서 30분간 배양하였다. 다초점형광현미경 (LSM 700, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany)으로 세포를 관찰하였다.Cells were grown on coverslips in 12-well plates, and after appropriate treatment the cells were fixed with 4% paraformaldehyde for 30 minutes and permeated with 0.2% Triton X-100 for 15 minutes. After 1 hour blocking with 4% BSA, the cells were incubated with the primary antibody for 1 hour, washed with PBS, and Alexa 488- or FITC-conjugated anti-mouse or anti-rabbit IgG antibody (Jackson ImmunoResearch, West Grove , PA, USA) for 30 minutes. Cells were observed with a multifocal fluorescence microscope (LSM 700, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany).

세포 내 칼륨의 정량법Assay for potassium in cells

세포내 칼륨의 수준을 측정하기 위해 OPTIMA 8300 ICP 분광기 (Perkin Elmer, Waltham, MA, USA)를 사용하여 유도 결합 플라스마-광학 방출 분광법(inductively coupled plasma-optical emission spectrometry)을 수행하였다. 세포를 10% HNO3로 용해시키고 세포내 칼륨 수준을 측정하였다.In order to measure the level of intracellular potassium, an inductively coupled plasma-optical emission spectrometry was performed using an OPTIMA 8300 ICP spectrometer (Perkin Elmer, Waltham, MA, USA). Cells were lysed with 10% HNO 3 and intracellular potassium levels were measured.

TLR4 내재화 분석TLR4 internalization analysis

적절한 처리 후, 세포를 5% FBS를 함유하는 PBS로 세척하고, 실온에서 30분 동안 항-TLR4-PE 항체(0.1㎍/ml)와 함께 인큐베이션한 다음, 유동세포계측법 (FACSverse, BD Biosciences)으로 분석하였다.After appropriate treatment, cells were washed with PBS containing 5% FBS, incubated with anti-TLR4-PE antibody (0.1 μg/ml) for 30 minutes at room temperature, followed by flow cytometry (FACSverse, BD Biosciences). Analyzed.

통계 분석Statistical analysis

모든 값은 개별 시료의 평균±표준 오차 (SE)로 표시하였다. 데이터는 일방 분산 분석 (ANOVA), Dunnett 또는 Bonferroni post-hoc 테스트, 또는 Bonferroni post-hoc 테스트와 함께 양방향 ANOVA를 사용하여 정상 그룹 및 BIG-1-녹다운된 그룹을 비교하여 분석하였다. 통계적으로 유의 수준은 p≤0.05로 설정하였다. GraphPad Prism (GraphPad Software, San Diego, CA, USA)을 사용하여 분석하였다.All values are expressed as the mean±standard error (SE) of individual samples. Data were analyzed by comparing the normal group and the BIG-1-knocked down group using a one-way analysis of variance (ANOVA), Dunnett or Bonferroni post-hoc test, or bidirectional ANOVA with Bonferroni post-hoc test. Statistically, the significance level was set to p≤0.05. Analysis was performed using GraphPad Prism (GraphPad Software, San Diego, CA, USA).

BIG1 또는 GBF1 결핍은 NLRP3 인플라마좀의 활성화를 억제한다.BIG1 or GBF1 deficiency inhibits the activation of NLRP3 inplasmasome.

BFA(brefeldin A) 처리는 대식세포에서 NLRP3 인플라마좀 조립 및 활성화를 명백하게 감소시켰다. BFA는 Arfgef1에 의해 암호화된 BIG1(brefeldin A-inhibited guanine nucleotide-exchange protein 1)과 같은 ARFGEF(ADP-ribosylation factor guanine nucleotide-exchange factors)를 비활성화시킴으로써 골지막으로부터 소포 형성을 억제하였다. 본 발명자들은 손상된 BIG1 발현이 NLRP3 인플라마좀 활성화에 영향을 미치는지 조사하였다. Arfgef1-표적화된 shRNA를 발현하는 렌티바이러스(lentiviral) 입자를 감염시켜 BIG1-녹다운된 BMDM(bone marrow-derived macrophages)를 생성하였다. 이들 BMDM는 LPS/ATP로 자극 후 배양 상등액 상에서 대조군으로 정상 BMDM에 비해 활성 카스파제-1 및 IL-1β 수준이 현저히 감소한 것을 확인하였다 (도 1의 A 및 도 2). 일관되게, LPS/명반-자극된 카스파제-1 및 IL-1β의 활성화는 BIG1-녹다운된 BMDM에서 명백하게 억제된 것을 확인하였다 (도 1의 B). 또한, BIG1의 결핍으로 인해, LPS/ATP 자극에 의해 유발된 ASC(apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase-recruitment domain) 올리고머화가 현저히 억제되는 것을 확인하였다 (도 3). 이러한 결과는 BFA-민감성 BIG1이 LPS 및 NLRP3 작용제에 의한 처리에 반응하여 BMDM에서 NLRP3 인플라마좀 경로의 활성화에 기여할 수 있음을 나타낸다.BFA (brefeldin A) treatment clearly reduced NLRP3 inplasmasome assembly and activation in macrophages. BFA inhibited vesicle formed from the corrugated film by disabling ARFGEF (ADP-ribosylation factor guanine nucleotide -exchange factors) , such as an encrypted BIG1 (brefeldin A-inhibited guanine nucleotide -exchange protein 1) by Arfgef1. The present inventors investigated whether impaired BIG1 expression affects NLRP3 inplasmasome activation. BIG1-knocked down bone marrow-derived macrophages (BMDMs) were generated by infecting lentiviral particles expressing Arfgef1-targeted shRNA. After stimulation with LPS/ATP, it was confirmed that the levels of active caspase-1 and IL-1β were significantly reduced compared to normal BMDM as a control in the culture supernatant after stimulation with LPS/ATP (FIGS. 1A and 2). Consistently, it was confirmed that the activation of LPS/alum-stimulated caspase-1 and IL-1β was clearly inhibited in BIG1-knocked down BMDM (Fig. 1B). In addition, due to the deficiency of BIG1, it was confirmed that ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase-recruitment domain) oligomerization induced by LPS/ATP stimulation was significantly suppressed (FIG. 3). These results indicate that BFA-sensitive BIG1 can contribute to the activation of the NLRP3 inplasmasome pathway in BMDM in response to treatment with LPS and NLRP3 agonists.

ARFGEF BIG1은 트랜스-골지 영역에서 작용하기 때문에, 본 발명자들은 NLRP3 인플라마좀 신호 전달 상에서 시스-골지-위치된 ARFGEF GBF1(Golgi-specific BFA-resistance guanine nucleotide exchange factor 1)의 영향을 추가로 실험하였다. shRNA 전달에 의해 GBF1-녹다운된 BMDM을 생성하였다 (도 4). GBF1-녹다운된 BMDM은 LPS/ATP 자극에 의해 상당히 손상된 카스파제-1 활성화 및 손상된 IL-1β 분비를 확인하였다 (도 5). GBF1-매개성 소포체(ER)-골지 소포 수송이 NLRP3 인플라마좀의 활성화에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다.Since ARFGEF BIG1 acts in the trans-Golgi region, the present inventors further experimented with the influence of cis-Golgi-located ARFGEF GBF1 (Golgi-specific BFA-resistance guanine nucleotide exchange factor 1) on NLRP3 inplasmasome signaling. . GBF1-knocked down BMDM was generated by shRNA delivery (Fig. 4). GBF1-knocked down BMDM confirmed caspase-1 activation and impaired IL-1β secretion significantly impaired by LPS/ATP stimulation (FIG. 5 ). It was confirmed that GBF1-mediated endoplasmic reticulum (ER)-Golgi vesicle transport plays an important role in the activation of NLRP3 inplasmasome.

BFA는 처리하지만, BIG1은 결핍시켰을 경우, 골지 조직화를 파괴한다.When BFA is treated but BIG1 is deficient, Golgi organization is destroyed.

장기간 BFA를 처리하면 골지 구조를 파괴하기 때문에, 본 발명자들은 BFA-처리된 대식세포 또는 BIG1-녹다운된 대식세포에서 NLRP3 인플라마좀 신호 전달 장애가 골지 구조를 손상시키는지 여부에 대한 실험을 실시하였다. BFA 처리가 시간 의존적으로 골지 조직화에 손상을 일으킴을 확인하였다 (도 6의 A). 한편, BIG1-녹다운된 BMDM에서는 정지상태에서 온전한 골지 구조를 확인하였다 (도 6의 B). 적어도 BIG1-녹다운된 대식세포의 경우에 골지 파괴는 주로 약화된 NLRP3 인플라마좀의 활성화에 의한 것이 아님을 확인하였다. 골지 주위에 NLRP3 얼룩 같은 응집체가 형성되는지 여부를 확인하였다. 한편, LPS/ATP 자극에 의해 형성된 NLRP3 응집체는 골지체와 함께 국소화되지 않으며 (도 6의 C), 골지체가 NLRP3 인플라마좀의 조립을 위한 플랫폼으로 작용하지 않을 수 있음을 시사하였다.Since long-term BFA treatment destroys Golgi structure, the present inventors conducted an experiment on whether NLRP3 inplasmasome signaling impairment in BFA-treated macrophages or BIG1-knocked down macrophages damages Golgi structure. It was confirmed that BFA treatment caused damage to Golgi organization in a time-dependent manner (FIG. 6A). On the other hand, in the BIG1-knockdown BMDM, the intact Golgi structure was confirmed in a stationary state (FIG. 6B). At least in the case of BIG1-knockdown macrophages, it was confirmed that Golgi destruction was not primarily due to the activation of weakened NLRP3 inplasmasome. It was confirmed whether aggregates such as NLRP3 stains were formed around the Golgi. On the other hand, the NLRP3 aggregates formed by LPS/ATP stimulation were not localized with the Golgi apparatus (FIG. 6C), and it was suggested that the Golgi apparatus may not act as a platform for assembly of NLRP3 inplasmasome.

소포 수송의 억제는 LPS-촉진된 IκB 인산화 및 후속 전사를 손상시킨다.Inhibition of vesicle transport impairs LPS-promoted IκB phosphorylation and subsequent transcription.

일반적으로 NLRP3 인플라마좀 활성화는 두 가지 신호에 의해 달성될 수 있다. 프라이밍을 위한 신호 1 및 활성화를 위한 신호 2이다. BFA 처리 또는 BIG1 녹다운-매개성 NLRP3 인플라마좀 활성화의 억제와 관련하여, 신호 1 및 신호 2로 유도된 사건에서 BFA의 잠재적 역할을 평가하였다. 본 발명자들은 먼저 pro-IL-1β를 포함한 인플라마좀 성분의 전사에 대한 주요 프라이밍인 NF-κB 경로의 신호 1-관련된 LPS-유도성 활성화를 확인하였다. BPS 처리가 LPS 자극 1시간 후 IκB 인산화를 변화시키지 못했지만 LPS 처리 3시간 후 IκB 인산화를 억제한 반면, LPS는 BMDM에서 IκB의 강력한 인산화를 발생시켰다 (도 7의 A). 마찬가지로, BIG1 결핍은 LPS 처리 후 3 시간에서 IκB 인산화를 약간 손상시켰지만 1시간 시점에서는 그렇지 않았다 (도 7의 B). In general, NLRP3 inplasmasome activation can be achieved by two signals. Signal 1 for priming and signal 2 for activation. Regarding the inhibition of BFA treatment or BIG1 knockdown-mediated NLRP3 inplasmasome activation, the potential role of BFA in signal 1 and signal 2 induced events was evaluated. The present inventors first confirmed the signal 1-related LPS-induced activation of the NF-κB pathway, which is a major priming for transcription of inplasmasome components including pro-IL-1β. BPS treatment did not change IκB phosphorylation 1 hour after LPS stimulation, but inhibited IκB phosphorylation 3 hours after LPS treatment, whereas LPS generated strong phosphorylation of IκB in BMDM (Fig. 7A). Likewise, BIG1 deficiency slightly impaired IκB phosphorylation at 3 hours after LPS treatment, but not at 1 hour (Fig. 7B).

우리는 LPS 프라이밍 후 pro-IL-1β와 IL-6를 포함하여 NF-κB 표적 유전자의 mRNA 수준을 측정하였다. BIG1-녹다운된 대식세포에서는 LPS 프라이밍 후 3시간 또는 6시간 후에 IL-1β 및 IL-6 mRNA의 수준이 상당히 감소함을 보여주었다 (도 8의 A 및 B).We measured the mRNA levels of NF-κB target genes including pro-IL-1β and IL-6 after LPS priming. In BIG1-knocked down macrophages, it was shown that the levels of IL-1β and IL-6 mRNA significantly decreased 3 hours or 6 hours after LPS priming (Fig. 8A and B).

LPS는 TLR4 내재화(internalization)를 유도하여 하류의 세포내 신호 전달 경로를 조절할 수 있다. 따라서 BIG1의 억제가 TLR4의 내재화를 차단하여 신호 전달이 약화되는지 여부를 조사하였다. 결과적으로, LPS 프라이밍은 시간-의존적 TLR4 내재화를 초래하였고, 이는 TLR4가 LPS 참여 시엔 내포작용됨을 나타낸다. 그러나 BIG1의 억제제 처리는 LPS-유도성 TLR4 내재화에 영향을 미치지 않았다. 이러한 관찰은 골지체 주위의 소포 수송이 NF-κB 매개 경로를 포함하는 LPS-유도성 프라이밍 사건에 관련될 수 있지만 TLR4 내재화는 포함하지 않을 수 있음을 나타낸다.LPS can regulate downstream intracellular signaling pathways by inducing TLR4 internalization. Therefore, it was investigated whether inhibition of BIG1 attenuates signal transduction by blocking TLR4 internalization. As a result, LPS priming resulted in time-dependent TLR4 internalization, indicating that TLR4 is implicit upon LPS participation. However, treatment with the inhibitor of BIG1 did not affect LPS-induced TLR4 internalization. These observations indicate that vesicle transport around the Golgi apparatus may be involved in LPS-induced priming events involving the NF-κB mediated pathway, but not TLR4 internalization.

소포 수송의 억제는 ATP 유도 미토콘드리아 공간 배열을 억제하지 않는다.Inhibition of vesicle transport does not inhibit ATP-induced mitochondrial spatial arrangement.

최근의 연구에 따르면 ER로의 미토콘드리아 수송에 의해 형성되어, 미토콘드리아와 관련된 ER 막은 NLRP3 인플라마좀의 조립을 위한 플랫폼으로 결정적인 역할을 한다. 따라서, 본 발명자들은 NLRP3 활성화 조건 하에서 손상된 골지 소포 수송이 BMDM에서 미토콘드리아의 공간적 재배치에 영향을 미치는지 여부를 조사하였다. LPS/ATP 자극은 Nlrp3-결핍된 대식세포에서조차 핵 주위로 명확한 미토콘드리아 재배치 움직임을 일으켰다. ATP 처리만으로 이 미토콘드리아 재배치 움직임을 촉진시키기에 충분하였다. 미토콘드리아의 재배치는 디네인 억제제 실리오브레빈 D(ciliobrevin D) 처리에 의해 차단되어, ATP 자극으로 미토콘드리아가 미세 소관을 따라 역행으로 이동하는 것으로 나타났다. 한편, BFA 처리는 LPS/ATP 자극 후에 핵 영역으로의 미토콘드리아 움직임에 아무런 영향을 미치지 않았다. 이 발견과 일치하여, ATP-촉진 미토콘드리아 공간 조직은 또한 BIG1-녹다형 BMDM에서 명백하였다 (도 9). 이러한 결과는 BIG1이 녹다운되는 결과로 인해 손상된 골지 소포 수송이 ATP 유도 미토콘드리아 움직임에 영향을 미치지 않았음을 나타낸다.According to a recent study, the ER membrane associated with mitochondria, formed by mitochondrial transport to ER, plays a crucial role as a platform for assembly of NLRP3 inplasmasome. Therefore, the present inventors investigated whether damaged Golgi vesicle transport under NLRP3 activation conditions affects the spatial rearrangement of mitochondria in BMDM. LPS/ATP stimulation caused a clear mitochondrial rearrangement movement around the nucleus even in Nlrp3- deficient macrophages. ATP treatment alone was sufficient to facilitate this mitochondrial rearrangement movement. The rearrangement of mitochondria was blocked by treatment with the dinein inhibitor ciliobrevin D, and it was shown that ATP stimulation moves mitochondria retrogradely along microtubules. On the other hand, BFA treatment had no effect on mitochondrial movement to the nuclear region after LPS/ATP stimulation. Consistent with this finding, ATP-promoted mitochondrial spatial organization was also evident in the BIG1-soluble type BMDM (FIG. 9 ). These results indicate that Golgi vesicle transport damaged due to BIG1 knockdown did not affect ATP-induced mitochondrial movement.

상기 결과를 통하여, BIG1 또는 GBF1을 억제하는 물질을 처리하면 BIG1 또는 GBF1 결핍에 의해 ER-골지 소포 수송이 억제되며, 대식세포에서 자가 염증성 질환 또는 신경 염증성 질환을 유도하는 NLRP3 인플라마좀 활성을 효과적으로 억제하는 것을 알 수 있다.Through the above results, treatment with a substance that inhibits BIG1 or GBF1 inhibits ER-Golgi vesicle transport due to BIG1 or GBF1 deficiency, and effectively inhibits NLRP3 inflammasome activity, which induces auto-inflammatory disease or neuro-inflammatory disease in macrophages. It can be seen that it suppresses.

이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be self-evident to those who have the knowledge of.

Claims (11)

BIG1 또는 GBF1 유전자의 mRNA 수준을 측정하는 물질 또는 상기 유전자가 코딩하는 단백질 수준을 측정하는 물질을 포함하는, BIG1 또는 GBF1 유전자 발현 억제를 통해 NLRP3 인플라마좀에 의한 염증을 억제하는 물질의 스크리닝용 조성물.A composition for screening a substance that suppresses inflammation caused by NLRP3 inflammasome through inhibition of BIG1 or GBF1 gene expression, including a substance measuring the mRNA level of the BIG1 or GBF1 gene or a substance measuring the protein level encoded by the gene . 제 1항에 있어서,
상기 염증을 억제하는 물질은 BIG1 또는 GBF1 유전자 발현 억제를 통해 염증을 억제하는 것인, 조성물.
The method of claim 1,
The substance that inhibits inflammation is to inhibit inflammation through inhibition of BIG1 or GBF1 gene expression.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 염증을 억제하는 물질의 스크리닝용 조성물에 의해서 BIG1 또는 GBF1 유전자의 발현이 억제되는 것으로 스크리닝된 물질은 자가 염증성 질환, 신경 염증성 질환, 또는 퇴행성 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 것이고,
상기 자가 염증성 질환은 머클-웰스 증후군(Muckle-Wells syndrome; MWS), LADA(성인형 지연성 자가면역 당뇨병), 가족성 한랭 자가 염증성 증후군(FCAS), 크리오피린-관련 주기성 증후군(CAPS), 신생아-발병 다기관 염증성 증후군(NOMID), 만성 영아 신경 피부 관절(CINCA) 증후군, 가족성 지중해열(FMF), 전신 발병 소아 특발성 관절염(SJIA), 전신 발병 소아 특발성 류마티스 관절염, 및 성인 류마티스 관절염으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 질환이며,
상기 신경 염증성 질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 미만성 루이소체병, 백색질뇌염, 측두엽간질 및 염증성 척수손상으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 질환인 것인, 조성물.
The method of claim 1,
The substance screened for suppressing the expression of the BIG1 or GBF1 gene by the composition for screening the substance that suppresses inflammation is capable of preventing or treating auto-inflammatory diseases, neuro-inflammatory diseases, or degenerative diseases,
The auto-inflammatory diseases include Merkle-Wells syndrome (MWS), LADA (adult-type delayed autoimmune diabetes), familial cold auto-inflammatory syndrome (FCAS), cryopyrin-related periodic syndrome (CAPS), neonatal -Onset multi-organ inflammatory syndrome (NOMID), chronic infant neurocutaneous joint (CINCA) syndrome, familial Mediterranean fever (FMF), systemic onset childhood idiopathic arthritis (SJIA), systemic onset childhood idiopathic arthritis, and adult rheumatoid arthritis Is any one disease selected from,
The neuro-inflammatory disease is any one selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, diffuse Lewy body disease, leukoencephalitis, temporal lobe epilepsy, and inflammatory spinal cord injury. The composition, which is a disease.
(a) BIG1 또는 GBF1을 발현하는 개체로부터 분리된 세포에 후보물질을 처리하는 단계;
(b) 상기 세포 상에서 BIG1 또는 GBF1의 발현을 측정하는 단계;
(c) 후보물질 비처리군에 비해 상기 BIG1 또는 GBF1의 발현을 억제시키는 물질을 염증 억제 물질로 선별하는 단계; 및
(d) 후보물질이 처리된 세포에서 비처리군과 비교하여, NLRP3 인플라마좀의 활성이 억제되면 염증 억제 물질로 선별하는 단계를 포함하는, 염증 억제 물질 스크리닝 방법.
(a) treating cells isolated from individuals expressing BIG1 or GBF1 with a candidate substance;
(b) measuring the expression of BIG1 or GBF1 on the cells;
(c) selecting a substance that inhibits the expression of BIG1 or GBF1 as an inflammation inhibitor compared to the candidate substance-untreated group; And
(D) compared to the non-treated group in the cells treated with the candidate substance, when the activity of the NLRP3 inplasmasome is inhibited, the method for screening an inflammation inhibitory substance comprising the step of selecting as an inflammation inhibitory substance.
삭제delete 제 5항에 있어서,
상기 염증 억제 물질은 자가 염증성 질환, 신경 염증성 질환, 또는 퇴행성 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 것이고,
상기 자가 염증성 질환은 머클-웰스 증후군(Muckle-Wells syndrome; MWS), LADA(성인형 지연성 자가면역 당뇨병), 가족성 한랭 자가 염증성 증후군(FCAS), 크리오피린-관련 주기성 증후군(CAPS), 신생아-발병 다기관 염증성 증후군(NOMID), 만성 영아 신경 피부 관절(CINCA) 증후군, 가족성 지중해열(FMF), 전신 발병 소아 특발성 관절염(SJIA), 전신 발병 소아 특발성 류마티스 관절염, 및 성인 류마티스 관절염으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 질환이며,
상기 신경 염증성 질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 미만성 루이소체병, 백색질뇌염, 측두엽간질 및 염증성 척수손상으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 질환인 것인, 방법.
The method of claim 5,
The inflammation inhibitory substance is capable of preventing or treating auto-inflammatory diseases, neuro-inflammatory diseases, or degenerative diseases,
The auto-inflammatory diseases include Merkle-Wells syndrome (MWS), LADA (adult-type delayed autoimmune diabetes), familial cold auto-inflammatory syndrome (FCAS), cryopyrin-related periodic syndrome (CAPS), neonatal -Onset multi-organ inflammatory syndrome (NOMID), chronic infant neurocutaneous joint (CINCA) syndrome, familial Mediterranean fever (FMF), systemic onset childhood idiopathic arthritis (SJIA), systemic onset childhood idiopathic arthritis, and adult rheumatoid arthritis Is any one disease selected from,
The neuro-inflammatory disease is any one selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, diffuse Lewy body disease, leukoencephalitis, temporal lobe epilepsy, and inflammatory spinal cord injury. Which is a disease, the method.
제 5항에 있어서,
상기 세포는 수지상세포(dendritic cell), 자연살해세포(natural killer cell), T 세포(T cell), B 세포 (B cell), 조절 T 세포 (regulatory T cell, Treg cell), 자연 살해 T 세포(natural killer T cell), 선천성 림프구 세포(Innate lymphoid cell), 대식세포(macrophage), 과립구(Granulocyte), 키메릭 항원 수용체 발현 T 세포(CAR-T: Chimeric antigen receptor-T cell), 림포카인 활성 살해세포(LAK: Lymphokine-activated killer Cell), 사이토카인 유도성 살해세포(CIK: Cytokine Induced Killer Cell), 섬유아세포(fibroblast), 연골세포(chondrocyte), 활액막 세포(synovial cell), 피부각질세포(keratinocyte), 지방세포(adipocyte), 조골세포(osteoblast), 파골세포(osteoclast) 및 말초혈액 단핵세포(peripheral blood mononuclear cell)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인, 방법.
The method of claim 5,
The cells are dendritic cells, natural killer cells, T cells, B cells, regulatory T cells, Treg cells, and natural killer T cells ( natural killer T cell), innate lymphoid cell, macrophage, granulocyte, chimeric antigen receptor-T cell (CAR-T), lymphokine activity Lymphokine-activated killer Cell (LAK), Cytokine Induced Killer Cell (CIK), fibroblast, chondrocyte, synovial cell, skin keratinocyte ( keratinocyte), adipocytes (adipocyte), osteoblasts (osteoblast), osteoclasts (osteoclast) and peripheral blood mononuclear cells (peripheral blood mononuclear cells) any one selected from the group consisting of.
제 1항, 제 2항 및 제 4항 중 어느 한 항의 염증을 억제하는 물질의 스크리닝용 조성물을 포함하는 염증 억제 물질 판별 키트.An inflammation inhibitory substance discrimination kit comprising a composition for screening a substance that suppresses inflammation of any one of claims 1, 2 and 4. (a) 개체로부터 분리된 목적하는 시료로부터 BIG1 또는 GBF1의 발현을 측정하는 단계;
(b) 정상군으로부터 BIG1 또는 GBF1의 발현을 측정하는 단계;
(c) (a) 단계의 측정값과 (b) 단계의 측정값을 비교하여, (a) 단계의 측정값이 낮은 경우에, 목적하는 시료가 NLRP3 인플라마좀이 억제된 것을 판별하는 방법.
(a) measuring the expression of BIG1 or GBF1 from the sample of interest isolated from the subject;
(b) measuring the expression of BIG1 or GBF1 from the normal group;
(c) Comparing the measured value in step (a) with the measured value in step (b), and when the measured value in step (a) is low, the method of determining that the target sample has suppressed NLRP3 inplasmasome.
제 10항에 있어서,
상기 방법은 NLRP3 인플라마좀이 억제된 경우, 목적하는 시료가 유래한 개체의 자가 염증성 질환, 신경 염증성 질환, 또는 퇴행성 질환의 감수성이 낮은 것으로 판단하는 것이고,
상기 자가 염증성 질환은 머클-웰스 증후군(Muckle-Wells syndrome; MWS), LADA(성인형 지연성 자가면역 당뇨병), 가족성 한랭 자가 염증성 증후군(FCAS), 크리오피린-관련 주기성 증후군(CAPS), 신생아-발병 다기관 염증성 증후군(NOMID), 만성 영아 신경 피부 관절(CINCA) 증후군, 가족성 지중해열(FMF), 전신 발병 소아 특발성 관절염(SJIA), 전신 발병 소아 특발성 류마티스 관절염, 및 성인 류마티스 관절염으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 질환이며,
상기 신경 염증성 질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 미만성 루이소체병, 백색질뇌염, 측두엽간질 및 염증성 척수손상으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 질환인 것인, 방법.
The method of claim 10,
In the above method, when NLRP3 inplasmasome is inhibited, it is determined that the individual from which the target sample is derived has low susceptibility to auto-inflammatory disease, neuro-inflammatory disease, or degenerative disease,
The auto-inflammatory diseases include Merkle-Wells syndrome (MWS), LADA (adult-type delayed autoimmune diabetes), familial cold auto-inflammatory syndrome (FCAS), cryopyrin-related periodic syndrome (CAPS), neonatal -Onset multi-organ inflammatory syndrome (NOMID), chronic infant neurocutaneous joint (CINCA) syndrome, familial Mediterranean fever (FMF), systemic onset childhood idiopathic arthritis (SJIA), systemic onset childhood idiopathic arthritis, and adult rheumatoid arthritis Is any one disease selected from,
The neuro-inflammatory disease is any one selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, diffuse Lewy body disease, leukoencephalitis, temporal lobe epilepsy, and inflammatory spinal cord injury. Which is a disease, the method.
KR1020180166061A 2018-12-20 2018-12-20 Mehtod for screening anti-inflammatory agent KR102181698B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180166061A KR102181698B1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Mehtod for screening anti-inflammatory agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180166061A KR102181698B1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Mehtod for screening anti-inflammatory agent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200076992A KR20200076992A (en) 2020-06-30
KR102181698B1 true KR102181698B1 (en) 2020-11-23

Family

ID=71120935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180166061A KR102181698B1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Mehtod for screening anti-inflammatory agent

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102181698B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112683867B (en) * 2020-12-21 2023-08-04 复旦大学附属中山医院 Method for detecting mesothelin D on living cells in real time and application thereof

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Inflammation Research (2013) 62:641-651
International Journal of Molecular Sciences (2016) 17:1869*
Journal of Biological Chemistry (2007) 282(13):9591-9599
The FASEB Journal (2018.12.28.) 33(3):4547-4558
주일로, '염증반응-만성질환 치료의 새로운 패러다임', 한국분자세포생물학회 뉴스지 특별기고, pp.1-8 (2012.11.)*
홍수정, 'Role of Golgi apparatus in the NLRP3 inflammasome activation and proinflammatory cytokine production', 박사학위논문, 연세대학교 (2018.01.09.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200076992A (en) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schnöder et al. Deficiency of neuronal p38α MAPK attenuates amyloid pathology in Alzheimer disease mouse and cell models through facilitating lysosomal degradation of BACE1
Dinarello Interleukin-1 in the pathogenesis and treatment of inflammatory diseases
Mukai et al. SH3BP2 Cherubism Mutation Potentiates TNF‐α–Induced Osteoclastogenesis via NFATc1 and TNF‐α–Mediated Inflammatory Bone Loss
Zhu et al. Loss of ARHGEF6 causes hair cell stereocilia deficits and hearing loss in mice
Zhang et al. CXCL1 contributes to β-amyloid-induced transendothelial migration of monocytes in Alzheimer’s disease
Rodriguez-Perez et al. Crosstalk between insulin-like growth factor-1 and angiotensin-II in dopaminergic neurons and glial cells: role in neuroinflammation and aging
Zhou et al. Interleukin-1β and tumor necrosis factor-α augment acidosis-induced rat articular chondrocyte apoptosis via nuclear factor-kappaB-dependent upregulation of ASIC1a channel
Perkins et al. The receptor for advanced glycation end products is a critical mediator of type 2 cytokine signaling in the lungs
Faber et al. Synaptic activation of transient receptor potential channels by metabotropic glutamate receptors in the lateral amygdala
Westerink et al. Differential alterations of synaptic plasticity in dentate gyrus and CA1 hippocampal area of Calbindin-D28K knockout mice
JP2015134782A (en) Treatment of autoimmune disease by modulating annexin-1 (lipocortin 1)
Castelli et al. Antagonism of the prokineticin system prevents and reverses allodynia and inflammation in a mouse model of diabetes
KR20170031668A (en) Methods and compositions for immunomodulation
Mun et al. Macrophage migration inhibitory factor down‐regulates the RANKL–RANK signaling pathway by activating Lyn tyrosine kinase in mouse models
Honke et al. The p38‐Mediated Rapid Down‐Regulation of Cell Surface gp130 Expression Impairs Interleukin‐6 Signaling in the Synovial Fluid of Juvenile Idiopathic Arthritis Patients
Han et al. Fasudil prevents liver fibrosis via activating natural killer cells and suppressing hepatic stellate cells
KR102181698B1 (en) Mehtod for screening anti-inflammatory agent
Xiao et al. Knockdown of FSTL1 inhibits microglia activation and alleviates depressive-like symptoms through modulating TLR4/MyD88/NF-κB pathway in CUMS mice
CA2962757A1 (en) Methods and compositions for modulating th-gm cell function
EP3275444A2 (en) Composition for inhibiting growth or proliferation of chronic myelogenous leukemia cancer stem cells, and screening method therefor
Borreca et al. Loss of interleukin 1 signaling causes impairment of microglia-mediated synapse elimination and autistic-like behaviour in mice
KR20170035089A (en) Composition for the treatment of brain injury targeting TIM-3 and screening method thereof
US20050089939A1 (en) Assay for evaluating the therapeutic effectiveness of agents in reducing Alzheimer&#39;s disease pathology
KR20200028982A (en) Targeting HDAC2-SP3 complex to enhance synaptic function
KR101805601B1 (en) Anti-inflammation Composition for Treating or Preventing Chronic Inflammation Diseases Caused by Excessive NLRP3 Inflammasome Activation, by Inhibiting Activity of NLRP3 Inflammasome, Containing IL-4 or IL-4 Activator and Screening Method Thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant