KR102187922B1 - Novel therapeutic agent for treating Alzheimer's disease - Google Patents

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Abstract

본 발명은 당뇨병성 알츠하이머병의 효과적인 예방 및 치료방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 SERP1(stress-associated endoplasmic reticulum protein 1 발현 또는 활성 억제제를 유효성분으로 하는 당뇨병성 알츠하이머병 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention relates to an effective prevention and treatment method for diabetic Alzheimer's disease, and more specifically, provides a pharmaceutical composition for the treatment of diabetic Alzheimer's disease using an inhibitor of expression or activity of stress-associated endoplasmic reticulum protein 1 (SERP1) as an active ingredient. do.

Description

신규 알츠하이머병 치료제{Novel therapeutic agent for treating Alzheimer's disease}Novel therapeutic agent for treating Alzheimer's disease

본 발명은 신규 알츠하이머병 치료제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SERP1 및 γ-시크리테이즈의 상호작용에 기반한 신규 당뇨병성 알츠하이머병 치료용 약학적 조성물 및 이의 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel Alzheimer's disease treatment, and more particularly, to a novel pharmaceutical composition for treating diabetic Alzheimer's disease and a screening method thereof based on the interaction of SERP1 and γ-secretase.

알츠하이머 병(Alzheimer's disease, AD) 또는 알츠하이머 치매는 진행성 신경 퇴행성 장애로 치매의 가장 흔한 형태이다(Querfurth and LaFerla, N. Engl. J. Med. 362(4): 329-344, 2010). 알츠하이머 병의 두 가지 주요 병리학적 특징은 아밀로이드 베타(Aβ) 펩타이드(Hardy and Selkoe, Science 297(5580): 353-356, 2002)로 이루어지는 아밀로이드 플라크과 인산화된 타우 단백질(Ballatore et al., Nat. Rev. Neurosci. 8(9): 663-672, 2007)로 이루어지는 신경섬유 엉킴(neurofibrillary tangles)의 존재입니다. 신경독성 Aβ 펩타이드는 β-사이트 아밀로이드 전구체 단백질 분해 단백질(BACE1) 및 γ-시크리테이즈에 의한 순차적 절단을 통해 아밀로이드 베타 전구체 단백질(APP)로부터 유도된다. γ-시크리테이즈는 속도를 제한하는 효소로, 프레세닐린 1 또는 2(PS1 또는 PS2), 니카스트린(NCT), 전인두-결손 형 1(APH-1) 및 프레세닐린 증강인자 2(PEN2)의 네 개의 서브유닛으로 구성된다(Roberson and Mucke, Science 314(5800): 781-784, 2006; De Strooper et al., Nature 398(6727): 518-522, 1999). 이 중 NCT는 APP와 Notch의 기질 수용체 역할을 하며 APH-1은 PS와 NCT를 연결하는 지지체 역할을 한다(Periz and Fortini, J. Neurosci. Res. 77(3):309-322, 2004). 현재까지 TMP21, GPR3 ????및 β-arrestin과 같은 추가 단백질이 γ-시크리테이즈의 조절인자로 확인되었으나(Chen et al., Nature 440(7088): 1208-1212, 2006; Thathiah et al., Science 323(5916): 946-951, 2009; Liu et al., Cell Res. 23(3): 351-365, 2013), AD 병인 생체 내에서 이러한 단백질의 생체 내 역할은 아직 규명되지 않았다. 또한, γ-시크리테이즈의 여러 기질의 존재는 γ-시크리테이즈 억제제의 치료 발달을 제한하는 요인이다(De Strooper et al., Nat. Rev. Neurol. 6(2):99-107, 2010). 따라서, γ-시크리테이즈의 신규한 APP 가공-선호 조절인자의 동정은 AD에서의 약물 개발에 중요하다.Alzheimer's disease (AD) or Alzheimer's dementia is a progressive neurodegenerative disorder and is the most common form of dementia (Querfurth and LaFerla, N. Engl. J. Med. 362(4): 329-344, 2010). Two major pathological features of Alzheimer's disease are amyloid plaques consisting of amyloid beta (Aβ) peptides (Hardy and Selkoe, Science 297(5580): 353-356, 2002) and phosphorylated tau proteins (Ballatore et al ., Nat. Rev. Neurosci. 8(9): 663-672, 2007) is the presence of neurofibrillary tangles. Neurotoxic Aβ peptides are derived from amyloid beta precursor protein (APP) through sequential cleavage by β-site amyloid precursor proteolytic protein (BACE1) and γ-secretase. γ-secretase is a rate-limiting enzyme, presenillin 1 or 2 (PS1 or PS2), nicastrin (NCT), anterior pharyngeal-defective type 1 (APH-1) and presenillin enhancer 2 (PEN2) consists of four subunits (Roberson and Mucke, Science 314(5800): 781-784, 2006; De Strooper et al ., Nature 398(6727): 518-522, 1999). Among them, NCT serves as a substrate receptor for APP and Notch, and APH-1 serves as a support linking PS and NCT (Periz and Fortini, J. Neurosci. Res . 77(3):309-322, 2004). To date, additional proteins such as TMP21, GPR3 ????, and β-arrestin have been identified as regulators of γ-secretase (Chen et al ., Nature 440(7088): 1208-1212, 2006; Thathiah et al. ., Science 323(5916): 946-951, 2009; Liu et al ., Cell Res. 23(3): 351-365, 2013), The in vivo role of these proteins in the pathogenesis of AD in vivo has not yet been elucidated. . In addition, the presence of several substrates of γ-secretase is a factor limiting the therapeutic development of γ-secretase inhibitors (De Strooper et al ., Nat. Rev. Neurol . 6(2):99-107, 2010 ). Therefore, the identification of novel APP processing-preferred modulators of γ-secretase is important for drug development in AD.

한편, γ-시크리테이즈의 활성은 저산소증, 성장인자 신호전달, 활성산소종(ROS) 및 소포체(ER) 스트레스를 비롯한 많은 생리 학적 및 병리학 적 신호에 의해 조절되는 것으로 알려지고 있다(Li et al., Neurobiol. Aging 30(7): 1091-1098, 2009; Matrone et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105(35): 13139-13144, 2008; Ohta et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 416(3-4): 362-366, 2011; Shen et al., J. Biol. Chem. 283(25): 17721-17730, 2008; Wang et al., FASEB J. 20(8): 1275-1277, 2006). 특히 노화, 환경적 요인 또는 유전적 돌연변이에 의한 ER 스트레스는 알츠하이머 병을 비롯한 퇴행성 신경장애와 관련이 있다. 또한 비만과 당뇨병과 같은 대사성 질환도 알츠하이머병의 후기 발병에 대한 중요한 위험 요소이다 (Reitz et al., Nat. Rev. Neurol. 7(3): 137-152, 2011; Frisardi et al., Ageing Res. Rev. 9(4): 399-417, 2010; Sims-Robinson et al., Nat. Rev. Neurol., 6(10): 551-559, 2010; Takeda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. US A 107(15): 7036-7041, 2010). 역학 연구에 따르면 당뇨병이 있는 사람은 당뇨병이 없는 사람보다 알츠하이머 병의 위험이 1.5 ~ 2.5배 더 높다(Ninomiya, Curr. Diab. Rep. 14: 487, 2014). 당뇨병을 보유한 AD 모델 마우스(Takeda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. US A 107(15): 7036-7041, 2010) 또는 식이요법에 의해 인슐린 저항성이 유도된 AD 모델 마우스(Ho et al., FASEB J. 18(7): 902-904, 2004)에서 모두 고혈당증으로 알려진 높은 혈중 포도당 농도에 의해 Aβ 생성, ER 스트레스와 관련된 인슐린 저항성(Nagai et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 57(3): 1408-1417, 2016; Tharp et al., Obesity (Silver Spring) 24(7): 1471-1479, 2016) 그리고 Aβ 침착이 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 ER 스트레스와 당뇨병을 동반 한 AD 병인의 분자 기작은 아직까지 알려지지 않았고 있다.Meanwhile, it is known that the activity of γ-secretase is regulated by many physiological and pathological signals, including hypoxia, growth factor signaling, reactive oxygen species (ROS) and endoplasmic reticulum (ER) stress (Li et al. ., Neurobiol.Aging 30(7): 1091-1098, 2009; Matrone et al ., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105(35): 13139-13144, 2008; Ohta et al ., Biochem. Biophys. Res. Commun. 416(3-4): 362-366, 2011; Shen et al ., J. Biol. Chem. 283(25): 17721-17730, 2008; Wang et al ., FASEB J. 20(8 ): 1275-1277, 2006). In particular, ER stress caused by aging, environmental factors or genetic mutations is associated with neurodegenerative disorders including Alzheimer's disease. Metabolic diseases such as obesity and diabetes are also important risk factors for the later onset of Alzheimer's disease (Reitz et al ., Nat. Rev. Neurol . 7(3): 137-152, 2011; Frisardi et al ., Aging Res. Rev. 9(4): 399-417, 2010; Sims-Robinson et al ., Nat. Rev. Neurol. , 6(10): 551-559, 2010; Takeda et al ., Proc. Natl. Acad. Sci. US A 107(15): 7036-7041, 2010). Epidemiologic studies show that people with diabetes have a 1.5 to 2.5 times higher risk of Alzheimer's disease than people without diabetes (Ninomiya, Curr. Diab. Rep . 14: 487, 2014). AD model mice with diabetes (Takeda et al ., Proc. Natl. Acad. Sci. US A 107(15): 7036-7041, 2010) or AD model mice in which insulin resistance was induced by diet (Ho et al. ., FASEB J. 18(7): 902-904, 2004), Aβ production by high blood glucose levels known as hyperglycemia, insulin resistance associated with ER stress (Nagai et al ., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci . , 57(3): 1408-1417, 2016; Tharp et al ., Obesity (Silver Spring) 24(7): 1471-1479, 2016) and Aβ deposition was found to increase. However, the molecular mechanisms of AD etiology associated with ER stress and diabetes are still unknown.

그러나 ALK는 암의 예방에 표적 치료제로 적용되었으나 신경퇴행성 및 AD 병리에 대한 역할은 아직까지 규명된 바 없고, 따라서, 보다 효율적인 알츠하이머병의 치료제의 개발이 지연되고 있는 실정이다.However, although ALK has been applied as a target treatment for the prevention of cancer, its role in neurodegenerative and AD pathology has not been identified yet, and therefore, the development of more efficient Alzheimer's disease treatments is delayed.

이에, 본 발명은 상기 문제점을 포함한 다양한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, SERP1과 γ-시크리테이즈의 상호작용이 당뇨병성 알츠하이머병의 병리현상과 밀접한 상관관계를 갖는 기전 및 효과를 규명하여 이를 이용한 알츠하이머병의 치료제의 개발 가능성을 제시하는 것을 발명의 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the present invention is to solve various problems including the above problems, and the interaction between SERP1 and γ-secretase has a close correlation with the pathology of diabetic Alzheimer's disease, and the mechanism and effect of Alzheimer's It is an object of the invention to present the possibility of developing a therapeutic agent for disease. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명의 일 관점에 따르면, SERP1(stress-associated endoplasmic reticulum protein 1)의 발현 또는 활성 억제제를 유효성분으로 하는 당뇨병성 알츠하이머병 치료용 약학적 조성물이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a pharmaceutical composition for treating diabetic Alzheimer's disease, comprising an inhibitor of expression or activity of stress-associated endoplasmic reticulum protein 1 (SERP1) as an active ingredient.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, SERP1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 화합물 및/또는 천연물을 탐색하는 단계를 포함하는, 당뇨병성 알츠하이머병 치료제의 스크리닝 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for screening a therapeutic agent for diabetic Alzheimer's disease, comprising the step of searching for a compound and/or natural product that inhibits the expression or activity of SERP1 protein.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 치료적으로 유효한 양의 SERP1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 SERP1 억제제를 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 당뇨병성 알츠하이머병의 예방 및 치료 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preventing and treating diabetic Alzheimer's disease, comprising administering to an individual a SERP1 inhibitor that inhibits the expression or activity of the SERP1 protein in a therapeutically effective amount.

도 1a는 SERP1이 Aβ의 생성과 관련하여 γ-시크리테이즈의 활성을 자극함을 보여주는 ELISA 분석결과를 나타낸 그래프이고, 도 1b는 SERP1의 발현을 특이적으로 억제하는 shRNA의 처리에 의해 Aβ의 생성이 감소함을 나타내는 ELISA 분석결과를 나타내는 그래프이며, 도 1c는 pSERP1-HA 플라스미드로 형질감염된 세포의 세포배양액 및 세포 용해물에 대하여 전-면역 혈청(Pre) 또는 항-Aβ 항체(4G8)로 면역침전한 후 웨스턴블랏 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이고, 도 1d는 대조군(Control), 또는 pSERP1-HA로 형질감염된 HEK293T 세포를 Comp. E 존재 또는 부존재 하에 배양시 γ-시크리테이즈 활성을 형광 기질을 이용하여 분석한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 1e는 대조군 shRNA(shCtrl) 또는 SERP1에 특이적인 shRNA로 형질감염된 HEK293T 세포를 Comp. E 존재 또는 부존재 하에서 배양시 γ-시크리테이즈 활성을 형광 기질을 이용하여 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2a는 SC100 발현 컨스트럭트인 SC100-GFP로 형질감염된 야생형(WT) 또는 SERP1이 넉아웃된(SERP1 KO) 마우스 배아 섬유아 세포(MEF)를 Comp. E(10 nM) 존재 또는 부존재 하에 24시간 배양시 GFP에 의한 형광 신호를 촬영한 형광현미경 사진이고, 도 2b는 절단형 Notch 발현 컨스트럭트인 NΔE-GFP로 형질감염된 야생형(WT) 또는 SERP1이 넉아웃된(SERP1 KO) 마우스 배아 섬유아 세포(MEF)를 Comp. E(10 nM) 존재 또는 부존재 하에 24시간 배양시 GFP에 의한 형광 신호를 촬영한 형광현미경 사진이며, 도 2c는 상기 도 2a 및 도 2b의 MEF 세포에 대하여 SERP1 컨스트럭트를 형질감염시키고, Comp. E의 존재 또는 부존재 하에 세포를 24시간 배양시 NICD의 생성 정도를 측정한 웨스턴 블랏 분석 결과(좌측) 및 이를 정량화한 그래프(우측)이고, 도 2d는 상기 도 2c의 세포의 다양한 유전자(Hes1, Hey1, Tcf4, ActbSerp1)의 mRNA 수준에서의 발현 정도를 RT-PCT로 분석한 결과를 나타내는 사지(좌측) 및 이를 정량화한 그래프(우측)이다.
도 3a는 대조군(Control) 또는 SERP1이 과발현된 HEK293T 세포에서 γ-시크리테이즈를 구성하는 소단위체(subunit)들의 발현정도를 웨스턴블랏으로 분석한 결과를 나타내는 사진이고, 도 3b는 상기 도 3a의 세포에서 γ-시크리테이즈를 구성하는 소단위체의 발현을 mRNA 수준에서 측정한 RT-PCR 결과를 나타내는 그래프이며, 도 3c는 pSERP1-HA 컨스트럭트로 형질감염된 HEK293T 세포에서 APH1A/NCT 아복합체 및 γ-시크리테이즈 복합체의 양을 blue native(BN) PAGE(상부) 및 SDS-PAGE(하부)로 전개한 후, 웨스턴블랏 분석으로 측정한 결과를 나타내는 사진(좌측) 및 이를 정량화한 그래프(우측)이고, 도 3d는 psgSERP1 컨스트럭트로 형질감염되어 SERP1이 넉아웃된 HEK293T 세포에서 APH1A/NCT 아복합체 및 γ-시크리테이즈 복합체의 양을 blue native(BN) PAGE(상부) 및 SDS-PAGE(하부)로 전개한 후, 웨스턴블랏 분석으로 측정한 결과를 나타내는 사진(좌측) 및 이를 정량화한 그래프(우측)이며, 도 3e는 대조군(Control) 또는 pSERP1-HA로 형질감염된 PS1/2 이중넉아웃 MEF 세포의 Digitonin-용해성 막 분획을 BN-PAGE로 전개한 후 APH1A/NCT 아복합체 및 시크리테이즈 복합체의 양을 웨스턴블랏으로 분석한 결과를 나타내는 사진이고, 도 3f는 대조군(shCtrl) 또는 SERP1에 특이적인 shRNA로 넉다운된 HeLa 세포에서 γ-시트리테이즈를 구성하는 소단위체(subunit)들의 발현정도를 웨스턴블랏으로 분석한 결과를 나타내는 사진이고, 도 3g는 대조군(Control) 또는 psgSERP1로 형질감염되어 SERP1이 넉아웃된 PS1/2 이중넉아웃(DKO) MEF 세포의 Digitonin-용해성 막 분획을 BN-PAGE로 전개한 후 APH1A/NCT 아복합체 및 시크리테이즈 복합체의 양을 웨스턴블랏으로 분석한 결과를 나타내는 사진이다.
도 4a는 마우스 대뇌피질 조직의 용해물을 항-SERP1 항체 또는 IgG를 이용하여 면역침전 후 웨스턴블랏 분석을 수행한 결과를 나타내는 그래프이이고, 도 4b는 HEK293T 세포 용해물을 항-SERP1 항체 또는 IgG를 이용하여 면역침전 후 웨스턴블랏 분석을 수행한 결과를 나타내는 그래프이이며, 도 4c는 야생형(WT) 및 PS1/2 이중넉아웃 MEF 세포로부터 회수된 막 분획을 blue native-PAGE로 전개한 후 γ-시트리테이즈를 구성하는 소단위체에 특이적인 항체를 이용하여 웨스턴블랏으로 분석한 결과를 나타내는 사진이고, 도 4d는 상기 도 4b의 세포에 대하여 CHAPS-용해 완충액으로 가용화한 마이크로좀 막 분획에 대하여 글리세롤 속도 구배 분획을 수행한 후, 수득된 각각의 분획에 대하여 웨스턴블랏 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이며, 도 4e는 대장균으로부터 정제된 SERP1 단백질이 마우스 뇌 용해물에 존재하는 γ-시크리테이즈 성분들과 상호작용하는지 여부를 분석하기 위해, 단백질 중첩 분석(overay assay)을 수행한 후, 이를 웨스턴블랏 분석으로 확인한 결과를 나타내는 사진이고, 도 4f는 1% digitonin 또는 1% Triton X-100으로 1시간 동안 용해시킨 PS1/2 이중넉아웃 MEF 세포로부터 회수된 조 막 분획(crude membrane fraction)을 blue native-PAGE로 전개한 후 항-NCT 항체를 이용하여 웨스턴블랏 분석을 수행하여 APH1/NCT 아복합체의 생성 정도를 확인한 결과를 나타내는 사진이며, 도 4g는 상기 도 4f의 실험 결과를 도식적으로 설명하기 위한 개요도이고, 도 4h는 pSERP1-HA 및/또는 pAPH-1A-FLAG로 공형질감염시킨 HEK293T 세포의 용해물을 면역침전으로 분석한 결과를 나타낸 사진이며, 도 4i는 pSERP1-HA 및/또는 pNCT-V5로 공형질감염시킨 HEK293T 세포의 용해물을 면역침전으로 분석한 결과를 나타낸 사진이고, 도 4j는 PS1-myc 또는 SERP1-HA로 형질감염된 HEK293T 세포를 1% CHAPS 또는 1% Triton X-100 용해 완충액으로 가용화한 후 면역침전 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이며, 도 4k는 pSERP1-RFP 및 pAPH1-GFP 컨스트럭트로 공형질감염된 HeLa 세포의 SERP1 및 APH1-A의 세포내 위치를 공초점 현미경으로 촬영한 형광현미경 사진이다(bar: 10 μm).
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 SERP1 및 γ-시크리테이즈 및 그의 아복합체인 APH1/NCT 아복합체와의 상호작용에 관여하는 부분을 확인하기 제조된 SERP1 및 이의 위상 유사체인 SEC61G의 다양한 변이체의 구조를 개략적으로 도시한 개요도이고, 도 5b는 상기 도 5a에 도시된 다양한 유전자 컨스트럭트 및 pNCT-V5로 형질감염된 HEK293T 세포에 대하여 면역침전 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이며, 도 5c는 pSERP1-HA 및 pNCT-V5로 공형질감염된 HeLa 세포에서의 SERP1 및 NCT 사이의 상호작용을 나타내는 BiFC 분석 결과를 나타내는 형광현미경 사진이고, 도 5d는 SERP1 야생형 또는 SERP1ΔC를 과발현하는 PS1/2 DKO MEF 세포로부터 회수된 막분획을 BN-PAGE로 전개한 후 웨스턴 블랏 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이며, 도 5e는 pC99-Gv 및 pCDNA3(PCD), pSERP1 WT 또는 SERP1ΔC 컨스트럭트로 공형질감염된 HEK293T 세포의 루시퍼레이즈 활성을 측정함으로써 γ-시크리테이즈 활성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5f는 pcDNA3 (PCD) 및 pSERP1 WT 또는 SERP1ΔC 컨스트럭트로 공형질감염된 HEK293T 세포에 6시간 동안 독시사이클린을 처리한 후 12시간 경과 후 형광신호를 형광현미경을 촬영한 결과를 나타내는 형광현미경 사진이다.
도 6a는 pAPPswe-FLAG 및 대조군인 pSuper-neo (shCtrl) 또는 실험군인 pshSERP1 벡터로 공형질감염된 HEK293T 세포를 0.5 μM thapsigargin (Tg)로 24시간 동안 처리한 후 배양배지 내의 Aβ40의 농도를 ELISA로 분석한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 6b는 상기 도 5a의 세포에서 Aβ42의 농도를 ELISA로 분석한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 6c는 shSERP1로 형질감염된 HEK293T 세포를 pC99-GVP 및 pUSA-luciferase로 공형질감염시킨 후 24시간 동안 1 μM thapsigargin (Tg)로 24시간 처리 후 루시퍼레이즈 리포터 활성을 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 6d는 HEK29rT-APP695 세포를 대조군 벡터(shCtrl) 또는 pshSERP1 벡터로 형질감염시킨 다음 24시간 0.5 μM thapsigargin (Tg) 또는 0.5 μm tumicamycine (Tuni) 처리 후 막 분획에 대하여 AICD 생성 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이며, 도 6e는 상기 HEK293T 세포를 대조군 벡터(shCtrl) 또는 pshSERP1 벡터로 형질감염시킨 후 24시간 0.5 μM thapsigargin(Tg)을 처리하고 회수한 막분획에 대하여 γ-시크리테이즈의 소단위체에 각각 특이적인 항체를 이용하여 웨스턴블랏 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이고, 도 6f는 0.5 μM thapsigargin(Tg)을 처리한 대조군(HeLa/shCtrl) 또는 실험군(HeLa/shSERP1)으로부터 회수한 조 막 분획을 blue native-PAGE로 분리한 후 웨스턴블랏 분석을 수행한 결과를 나타내는 사진이다.
도 7a는 마우스에서 스트렙토조토신 투여가 혈청 포도당 농도에 미치는 영향을 보여주는 것으로서, 2월령의 C57BL/6 마우스(그룹당 4-5두)에 담체(Veh) 또는 스트렙토조토신(STZ, 60 mg/kg)을 19일간 매일 복강투여하, 혈청내 포도당 농도를 스트렙토조토신 투여로부터 12 및 19일째 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 7b는 상기 도 7a의 당뇨 모델 마우스의 해마 및 대뇌피질에서의 SERP1의 발현정도를 웨스턴블랏 분석을 통해 측정한 결과를 나타내는 사진이며, 도 7c는 상기 도 7b의 결과를 농도계 분석을 이용하고 β-액틴 신호를 이용한 정규화를 통해 정량화한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 7d는 STZ-유도 당뇨 모델 마우스의 뇌에서 γ-시크리테이즈 복합체의 형성정도를 γ-시크리테이즈 복합체의 각각의 구성요소에 특이적인 항체를 이용하여 웨스턴블랏 분석으로 확인한 결과를 나타내는 사진이며, 도 7e는 상기 도 7d의 실험동물의 뇌에서의 프레세닐린1(PS1)의 발현정도를 β-액틴 신호를 이용한 정규화를 통해 정량화한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 7f는 포도당(Glc) 농도를 달리 하여 배양한 SH-SY5Y 세포에서의 SERP1 및 γ-시크리테이즈 복합체의 각 구성요소들의 발현정도의 차이를 상기 세포 용해물을 SDS-PAGE로 전개한 후 웨스턴블랏 분석으로 분석한 결과를 나타내는 사진이고, 도 7g는 상기 도 7f의 상기 세포 용해물을 BN-PAGE로 전개한 후 웨스턴블랏 분석으로 분석하여 γ-시크리테이즈 복합체의 양을 측정한 결과를 나타내는 사진이다.
도 8a는 2개월령의 3x Tg-AD 마우스의 해마에 shSERP1 또는 shCtrl(대조군)을 발현하는 고농도 렌티바이러스를 뇌실내 주입하고, 담체(Veh.) 또는 스트렙토조토신(SZT)를 19일간 매일 복강투여하여 당뇨를 유발시킨 동물의 혈중 포도당 농도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 8b는 상기 도 8a의 실험동물의 해마 추출물에서 Aβ40의 수준을 ELISA로 분석한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 8c는 상기 도 8a의 실험동물의 해마 추출물에서 Aβ42의 수준을 ELISA로 분석한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 8d는 당뇨병성 알츠하이머병 모델 마우스(STZ) 및 대조군 마우스(Veh.)로부터 수집된 디지토닌-가용성 막 분획을 BN-PAGE 및 SDS-PAGE로 전개한 후 웨스턴블랏 분석으로 분석한 결과를 나타낸 사진이며, 도 8e는 AD 환자의 해마조직에서 측정된 SERP1의 발현을 확인한 웨스턴블랏 분석 결과(상부) 및 상기 웨스턴블랏 분석으로부터 SERP1의 상대적 발현정도를 정량화하여 나타낸 그래프이고, 도 8f는 Braak VI 단계의 AD 환자의 두정엽에서의 SERP1의 발현정도를 웨스턴블랏 분석으로 확인한 결과를 나타내는 사진이고, 도 8g는 상기 도 8f의 결과를 농도 분석기로 정량화한 그래프이며, 도 8h는 AD 환자의 해마에서 SERP1 및 APH1A의 면역 조직 화학적 검출을 보여주는 형광현미경 사진이다.
1A is a graph showing the results of ELISA analysis showing that SERP1 stimulates the activity of γ-secretase in relation to the production of Aβ, and FIG. 1B is a graph of Aβ by treatment with shRNA that specifically inhibits the expression of SERP1. It is a graph showing the result of ELISA analysis indicating that production is reduced, and FIG. 1C is a pre-immune serum (Pre) or anti-Aβ antibody (4G8) for the cell culture solution and cell lysate of cells transfected with pSERP1-HA plasmid. It is a photograph showing the result of performing Western blot analysis after immunoprecipitation. FIG. 1D is a control or pSERP1-HA transfected HEK293T cell by Comp. E is a graph showing the result of analyzing γ-secretase activity using a fluorescent substrate when cultured in the presence or absence of E. FIG. 1e is a control shRNA (shCtrl) or SERP1-specific shRNA-transfected HEK293T cells from Comp. It is a graph showing the result of analyzing γ-secretase activity using a fluorescent substrate when cultured in the presence or absence of E.
Figure 2a is a wild-type (WT) transfected with the SC100 expression construct SC100-GFP or SERP1 knocked out (SERP1 KO) mouse embryonic fibroblasts (MEF) Comp. E (10 nM) is a fluorescence micrograph of a fluorescence signal taken by GFP when cultured for 24 hours in the presence or absence of E (10 nM), Figure 2b is a truncated Notch expression construct, NΔE-GFP transfected wild type (WT) or SERP1 is sufficient Out (SERP1 KO) mouse embryonic fibroblasts (MEF) were transferred to Comp. E (10 nM) is a fluorescence micrograph photographing a fluorescence signal by GFP when cultured for 24 hours in the presence or absence of E (10 nM), Figure 2c is the MEF cells of Figures 2a and 2b transfected with the SERP1 construct, Comp . A Western blot analysis result (left) measuring the degree of production of NICD when cells are cultured in the presence or absence of E for 24 hours, and a graph quantifying it (right), and FIG. 2D is a variety of genes ( Hes1 , Hey1 , Tcf4 , Actb and Serp1 ) is a limb (left) showing the result of analyzing the expression level at the mRNA level by RT-PCT, and a graph that quantified it (right).
3A is a photograph showing the results of analyzing the expression levels of subunits constituting γ-secretase in HEK293T cells overexpressed in control or SERP1 by Western blot, and FIG. 3B is a view of FIG. 3A. It is a graph showing the RT-PCR result of measuring the expression of the subunit constituting γ-secretase in cells at the mRNA level, and FIG. 3C is a graph showing the APH1A/NCT subcomplex and γ in HEK293T cells transfected with the pSERP1-HA construct. -After developing the amount of secretase complex by blue native (BN) PAGE (top) and SDS-PAGE (bottom), a photograph showing the result measured by Western blot analysis (left) and a graph that quantified it (right) 3D shows the amount of APH1A/NCT subcomplex and γ-secretase complex in HEK293T cells transfected with the psgSERP1 construct and knocked out SERP1.Blue native (BN) PAGE (top) and SDS-PAGE (bottom ), a photograph showing the result measured by Western blot analysis (left) and a graph (right) quantifying it, and FIG. 3E is a control (Control) or PS1/2 double knockout MEF transfected with pSERP1-HA Digitonin-soluble membrane fraction of cells was developed by BN-PAGE, and then the amount of APH1A/NCT subcomplex and secretase complex was analyzed by Western blot.FIG. 3F is a control (shCtrl) or specific to SERP1. This is a photograph showing the results of Western blot analysis of the expression level of subunits constituting γ-citritase in HeLa cells knocked down with an appropriate shRNA, and FIG. 3G is a control or psgSERP1 transfected with SERP1 The Digitonin-soluble membrane fraction of this knocked out PS1/2 double knockout (DKO) MEF cell was developed by BN-PAGE, and then the amount of APH1A/NCT subcomplex and secretase complex was analyzed by Western blot. It's a picture.
Figure 4a is a graph showing the result of Western blot analysis after immunoprecipitation using an anti-SERP1 antibody or IgG for lysate of mouse cortical tissue, and Figure 4b is a graph showing the result of performing a Western blot analysis of HEK293T cell lysate using anti-SERP1 antibody or IgG. It is a graph showing the results of Western blot analysis after immunoprecipitation using, and FIG. 4C is a γ-sheet after developing membrane fractions recovered from wild-type (WT) and PS1/2 double knockout MEF cells by blue native-PAGE. A photograph showing the results of Western blot analysis using an antibody specific to the subunit constituting the retainase, and FIG. 4D is a glycerol rate for the microsomal membrane fraction solubilized with CHAPS-lysis buffer for the cells of FIG. 4B. After performing the gradient fraction, a photograph showing the results of Western blot analysis on each obtained fraction, and FIG. 4E is γ-secretase components in which the SERP1 protein purified from E. coli is present in mouse brain lysates. In order to analyze whether it interacts with or not, a photograph showing the result of confirming it by Western blot analysis after performing a protein overlay assay, and FIG. 4F is 1 hour with 1% digitonin or 1% Triton X-100 The crude membrane fraction recovered from the PS1/2 double knockout MEF cells lysed during was developed by blue native-PAGE, and then Western blot analysis was performed using an anti-NCT antibody to determine the APH1/NCT subcomplex. It is a photograph showing the result of confirming the degree of production, FIG. 4G is a schematic diagram for schematically explaining the experimental result of FIG. 4F, and FIG. 4H is of HEK293T cells cotransfected with pSERP1-HA and/or pAPH-1A-FLAG. Figure 4i is a photograph showing the result of immunoprecipitation analysis of the lysate, and Figure 4i is a photograph showing the result of immunoprecipitation analysis of the lysate of HEK293T cells cotransfected with pSERP1-HA and/or pNCT-V5, Figure 4j PS1-m HEK293T cells transfected with yc or SERP1-HA are solubilized with 1% CHAPS or 1% Triton X-100 lysis buffer, and then immunoprecipitation analysis is performed.FIG. 4K is a photograph showing the results of pSERP1-RFP and pAPH1-GFP cons. This is a fluorescence microscope photograph of the intracellular locations of SERP1 and APH1-A of HeLa cells cotransfected with trucking with a confocal microscope (bar: 10 μm).
Figure 5a is a variety of SERP1 and SEC61G, which is a topological analogue thereof, to confirm the part involved in the interaction with SERP1 and γ-secretase and its subcomplex, APH1/NCT subcomplex, according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram schematically showing the structure of the variant, and FIG. 5B is a photograph showing the results of immunoprecipitation analysis on HEK293T cells transfected with various gene constructs and pNCT-V5 shown in FIG. 5A, and FIG. 5C Is a fluorescence micrograph showing the BiFC analysis result showing the interaction between SERP1 and NCT in HeLa cells cotransfected with pSERP1-HA and pNCT-V5, and FIG. 5D is a PS1/2 DKO MEF overexpressing SERP1 wild type or SERP1ΔC. A photograph showing the result of Western blot analysis after developing the membrane fraction recovered from the cells by BN-PAGE.FIG. 5E is a HEK293T cell cotransfected with pC99-Gv and pCDNA3 (PCD), pSERP1 WT or SERP1ΔC construct It is a graph showing the result of measuring the γ-secretase activity by measuring the luciferase activity of, and FIG. 5F is a graph showing the results of measuring the γ-secretase activity of, and FIG. 5f is This is a fluorescence microscope photograph showing the result of taking a fluorescence signal under a fluorescence microscope after 12 hours elapsed.
FIG. 6A shows HEK293T cells cotransfected with pAPPswe-FLAG and pSuper-neo (shCtrl) as a control group or pshSERP1 vector as an experimental group were treated with 0.5 μM thapsigargin (Tg) for 24 hours, and then the concentration of Aβ 40 in the culture medium was ELISA. It is a graph showing the results of the analysis, and FIG. 6B is a graph showing the results of analyzing the concentration of Aβ 42 in the cells of FIG. 5A by ELISA, and FIG. 6C is a graph showing the result of analyzing the HEK293T cells transfected with shSERP1 with pC99-GVP and pUSA-luciferase. It is a graph showing the result of measuring the luciferase reporter activity after 24 hours treatment with 1 μM thapsigargin (Tg) for 24 hours after cotransfection, and FIG. 6D is a graph showing HEK29rT-APP695 cells transfected with a control vector (shCtrl) or pshSERP1 vector. It is a photograph showing the result of performing AICD production analysis on the membrane fraction after treatment with 0.5 μM thapsigargin (Tg) or 0.5 μm tumicamycine (Tuni) for 24 hours after infection, and FIG. 6E is a control vector (shCtrl) or pshSERP1 of the HEK293T cells. This is a photograph showing the results of Western blot analysis using antibodies specific to each of the γ-secretase subunits for the membrane fractions that were treated with 0.5 μM thapsigargin (Tg) for 24 hours after transfection with the vector and recovered. , Figure 6f shows the results of Western blot analysis after separating the crude membrane fraction recovered from the control group (HeLa/shCtrl) or the experimental group (HeLa/shSERP1) treated with 0.5 μM thapsigargin (Tg) by blue native-PAGE. It's a picture.
7A shows the effect of streptozotocin administration on serum glucose concentration in mice, as carriers (Veh) or streptozotocin (STZ, 60 mg/kg) in C57BL/6 mice (4-5 heads per group) of 2 months old ) Under daily intraperitoneal administration for 19 days, and a graph showing the results of measuring serum glucose concentration on days 12 and 19 from the administration of streptozotocin, and FIG. 7b is a graph showing the results of SERP1 in the hippocampus and cerebral cortex of the diabetic model mouse of FIG. 7A. It is a photograph showing the result of measuring the expression level through Western blot analysis, and FIG. 7C is a graph showing the result of quantifying the result of FIG. 7B by using a densitometer analysis and normalization using a β-actin signal, and FIG. 7D is This is a photograph showing the results of confirming the degree of formation of the γ-secretase complex in the brain of the STZ-induced diabetes model mouse by Western blot analysis using antibodies specific for each component of the γ-secretase complex, FIG. 7E Is a graph showing the result of quantification of the expression level of presenilin 1 (PS1) in the brain of the experimental animal of FIG. 7D through normalization using a β-actin signal, and FIG. 7F is a graph showing the result of quantification of the glucose (Glc) concentration. This is a photograph showing the difference in the expression level of each component of the SERP1 and γ-secretase complex in cultured SH-SY5Y cells after developing the cell lysate by SDS-PAGE and analyzing the result by Western blot analysis. 7G is a photograph showing the result of measuring the amount of the γ-secretase complex by analyzing the cell lysate of FIG. 7F by BN-PAGE and then analyzing it by Western blot analysis.
8A is a high concentration lentivirus expressing shSERP1 or shCtrl (control) in the hippocampus of a 2-month-old 3x Tg-AD mouse was injected intraventrally, and a carrier (Veh.) or streptozotocin (SZT) was intraperitoneally administered daily for 19 days. This is a graph showing the result of measuring the blood glucose concentration of the animal causing diabetes, and FIG. 8B is a graph showing the result of analyzing the level of Aβ 40 by ELISA in the hippocampus extract of the experimental animal of FIG. 8A, and FIG. 8C is 8A is a graph showing the results of analyzing the level of Aβ 42 by ELISA in the hippocampus extract of the experimental animal of FIG. 8A, and FIG. 8D is a digitonin collected from diabetic Alzheimer's disease model mice (STZ) and control mice (Veh.)- A photograph showing the result of Western blot analysis after developing the soluble membrane fraction by BN-PAGE and SDS-PAGE. FIG. 8E is a Western blot analysis result confirming the expression of SERP1 measured in the hippocampal tissue of an AD patient (top) And a graph showing the quantification of the relative expression level of SERP1 from the Western blot analysis, and FIG. 8F is a photograph showing the result of confirming the expression level of SERP1 in the parietal lobe of an AD patient in the Braak VI stage by Western blot analysis, and FIG. 8G is 8F is a graph quantified with a concentration analyzer, and FIG. 8H is a fluorescence micrograph showing immunohistochemical detection of SERP1 and APH1A in the hippocampus of an AD patient.

발명의 상세한 설명:Detailed description of the invention:

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 관점에 따르면, SERP1(stress-associated endoplasmic reticulum protein 1)의 발현 또는 활성 억제제를 유효성분으로 하는 당뇨병성 알츠하이머병 치료용 약학적 조성물이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a pharmaceutical composition for treating diabetic Alzheimer's disease, comprising an inhibitor of expression or activity of stress-associated endoplasmic reticulum protein 1 (SERP1) as an active ingredient.

상기 조성물에 있어서, 상기 SERP1 발현 또는 활성 억제제는 SERP1의 발현을 특이적으로 억제하는 항-SERP1 안티센스 올리고뉴클레오타이드, siRNA, shRNA 또는 miRNA일 수 있고, 선택적으로 상기 SERP1 발현 또는 활성 억제제는 SERP1에 특이적으로 결합하는 길항 항체, 앱타머 또는 비활성 SERP1 유사체일 수 있으며, 상기 비활성 SERP1 유사체는 SERP1의 C-말단의 4 아미노산 잔기를 포함하는 펩타이드 단편일 수 있다.In the composition, the SERP1 expression or activity inhibitor may be an anti-SERP1 antisense oligonucleotide, siRNA, shRNA or miRNA that specifically inhibits the expression of SERP1, and optionally, the SERP1 expression or activity inhibitor is specific for SERP1. It may be an antagonistic antibody, an aptamer, or an inactive SERP1 analog that binds to, and the inactive SERP1 analog may be a peptide fragment containing a 4 amino acid residue at the C-terminal of SERP1.

상기 조성물은 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 비경구 투여 시 복강내주사, 직장내주사, 피하주사, 정맥주사, 근육내주사, 자궁내 경막주사, 뇌혈관내 주사 또는 흉부내 주사에 의해 투여될 수 있고, 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. The composition can be administered orally or parenterally during clinical administration, and when administered parenterally, intraperitoneal injection, rectal injection, subcutaneous injection, intravenous injection, intramuscular injection, intrauterine dural injection, cerebrovascular injection or intrathoracic injection It can be administered by, and can be used in the form of a general pharmaceutical formulation.

본 발명의 일 실시예에 따른 치료제는 제약상 허용되는 담체를 비롯한 불활성성분을 추가로 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "제약상 허용된 담체"란 조성물, 구체적으로 의약 조성물의 활성 물질을 제외한 성분을 지칭하는 용어이다. 제약상 허용되는 담체의 예로는 결합제, 붕해제, 희석제, 충진제, 활택제, 가용화제 또는 유화제 및 염이 포함된다.The therapeutic agent according to an embodiment of the present invention further includes an inactive ingredient including a pharmaceutically acceptable carrier. The term "pharmaceutically acceptable carrier" as used herein refers to a composition, specifically, a component of a pharmaceutical composition other than an active substance. Examples of pharmaceutically acceptable carriers include binders, disintegrants, diluents, fillers, lubricants, solubilizers or emulsifiers and salts.

실제 사용에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 통상적인 제약 조제 기술에 따른 제약 담체와 조합될 수 있다. 담체는, 예를 들어 경구 또는 (정맥내 투여를 비롯한) 비경구 투여에 바람직한 제조에 따라 광범위하게 다양한 형태를 지닐 수 있다.In practical use, the composition according to an embodiment of the present invention may be combined with a pharmaceutical carrier according to conventional pharmaceutical formulation techniques. The carrier can take a wide variety of forms, depending on the preparation desired, for example for oral or parenteral administration (including intravenous administration).

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 0.1 mg/kg 내지 1 g/kg의 용량으로 투여될 수 있으며, 더 바람직하게는 0.1 mg/kg 내지 500 mg/kg의 투여량으로 투여된다. 한편, 상기 투여량은 환자의 나이, 성별 및 상태에따라 적절히 조절될 수 있다. In addition, the composition according to an embodiment of the present invention may be administered at a dose of 0.1 mg/kg to 1 g/kg, more preferably 0.1 mg/kg to 500 mg/kg. Meanwhile, the dosage may be appropriately adjusted according to the patient's age, sex, and condition.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, SERP1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 화합물 및/또는 천연물을 탐색하는 단계를 포함하는, 당뇨병성 알츠하이머병 치료제의 스크리닝 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for screening a therapeutic agent for diabetic Alzheimer's disease, comprising the step of searching for a compound and/or natural product that inhibits the expression or activity of SERP1 protein.

상기 스크리닝 방법에 있어서, 상기 SERP1 단백질의 활성을 억제하는 화합물 및/또는 천연물은 SERP1 단백질 및 APH1A, NCT 및 APH1A/NCT 아복합체로 구성되는 SERP1 상호작용체가 포함된 시료에 후보 화합물 및/또는 천연물을 처리하는 단계; 및 상기 후보 화합물 및/또는 천연물을 처리하지 않은 대조군에 비해 상기 SERP1 단백질 및 상기 SERP1 상호작용체간의 상호작용을 유의하게 억제하는 후보 화합물 및/또는 천연물을 선별하는 단계를 통해 선별될 수 있다.In the screening method, the compound and/or natural product that inhibits the activity of the SERP1 protein is a candidate compound and/or a natural product in a sample containing a SERP1 protein and a SERP1 interactor consisting of APH1A, NCT and APH1A/NCT subcomplexes. Processing; And it can be selected through the step of selecting a candidate compound and / or natural product that significantly inhibits the interaction between the SERP1 protein and the SERP1 interactor compared to the control group not treated with the candidate compound and / or natural product.

상기 스크리닝 방법에 있어서, 상기 SERP1 단백질의 발현을 억제하는 화합물 및/또는 천연물은 SERP1 단백질을 발현하는 세포에 후보 화합물 및/또는 천연물을 처리하는 단계; 및 상기 세포에서 SERP1 단백질의 발현을 대조군 대비 유의하게 억제한 후보 화합물 및/또는 천연물을 선별하는 단계를 통해 선별될 수 있다.In the screening method, the compound and/or the natural product that inhibits the expression of the SERP1 protein is treated with a candidate compound and/or a natural product to cells expressing the SERP1 protein; And it may be selected through the step of selecting a candidate compound and / or natural products that significantly inhibited the expression of the SERP1 protein in the cell compared to the control.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 치료적으로 유효한 양의 SERP1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 SERP1 억제제를 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 당뇨병성 알츠하이머병의 예방 및 치료 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preventing and treating diabetic Alzheimer's disease, comprising administering to an individual a SERP1 inhibitor that inhibits the expression or activity of the SERP1 protein in a therapeutically effective amount.

스트레스성 및 병리학적 조건 하에서 γ-시크리테이즈 활성을 조절하는 중요한 유전적 요인을 확인하기 위해, 본 발명자들은 γ-시크리테이즈 활성-기반 세포 분석 및 수천 개의 막단백질을 암호화하는 cDNA 발현 라이브러리를 사용하여 게놈-규모의 기능적 스크리닝을 수행하였다. 기능 획득 스크린에서, 우리는 γ-시크리테이즈 활성 조절제로서 단일 막통과 단백질인 스트레스 관련 소포체 단백질 1 (SERP1)을 분리하였다. SERP1의 기능은 ER 스트레스 및 간에서의 단백질 변형에 ㅣ있어서의 일부 역할을 제외하고는 많이 알려져 있지 않다. 본 발명자들은 SERP1이 γ-시크리테이즈 아복합체와 상호 작용하여 γ-시크리테이즈 조립을 촉진하고 APP의 가공을 자극하지만 Notch는 자극하지 않음을 확인하였다. 특히, SERP1은 AD 환자의 뇌에서 상향조절되었고, 당뇨병 AD 모델 마우스에서 γ-시크리테이즈 활성화 및 Aβ 생성에 필수적이었다. 따라서, 본 발명자들은 SERP1이 기질 선택성을 부여하는 γ-시크리테이즈 조절제이고 ER 스트레스를 γ-시크리테이즈와 연결시키는 결핍 고리로서, 당뇨병성 알츠하이머병의 치료를 위한 중요한 표적분자임을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.In order to identify important genetic factors regulating γ-secretase activity under stressful and pathological conditions, the present inventors have developed a γ-secretase activity-based cell assay and cDNA expression library encoding thousands of membrane proteins. Was used to perform genome-scale functional screening. In the function acquisition screen, we isolated a single transmembrane protein, stress-related endoplasmic reticulum protein 1 (SERP1) as a modulator of γ-secretase activity. The function of SERP1 is not well known except for some roles in ER stress and protein modification in the liver. The present inventors confirmed that SERP1 interacts with the γ-secretase subcomplex to promote γ-secretase assembly and stimulate the processing of APP, but not the Notch. In particular, SERP1 was upregulated in the brain of AD patients and was essential for γ-secretase activation and Aβ production in diabetic AD model mice. Therefore, the present inventors confirmed the present invention by confirming that SERP1 is a γ-secretase modulator that confers substrate selectivity and is an important target molecule for the treatment of diabetic Alzheimer's disease, as a deficient ring linking ER stress with γ-secretase. Completed.

이하, 본 발명을 실시 예들을 통해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

일반적 방법General method

ELISA 분석ELISA analysis

제조사의 지시에 따라 HEK/APPsw 및 SH-SY5Y/APPsw 세포의 조건 배양배지 또는 뇌 추출물 내의 Aβ는 항-Aβ 항체(Invitrogen 및 IBL)를 이용한 샌드위치 ELISA 키트를 사용하여 측정하였다.According to the manufacturer's instructions, Aβ in the condition culture medium or brain extract of HEK/APPsw and SH-SY5Y/APPsw cells was measured using a sandwich ELISA kit using anti-Aβ antibodies (Invitrogen and IBL).

항체와 웨스턴블랏 분석Antibody and Western Blot Analysis

본 발명에서는 하기와 같은 항체를 사용하였다: In the present invention, the following antibodies were used:

항-Tubulin 항체(Sigma-Aldrich, T6074), 항-Actin 항체(Sigma-Aldrich, A1978), 항-HA 항체(HA hybridoma), 항-FLAG 항체(Sigma-Aldrich, S7425), 항-GFP 항체(Santa Cruz Biotechnology, sc-8334), 항-V5 항체(Sigma-Aldrich, S2540), 항-Aβ 항체(4G8, GTX109283, Genetax) 항-BIP 항체(Santa Cruz Biotechnology, sc-33757), 항-CAV1 항체 (Abcam, ab2910), 항-PS1-NTF 항체(Santa Cruz Biotechnology, sc-8760), 항-APP-CTF 항체(Sigma-Aldrich, A8717), 항-NCT 항체(Sigma-Aldrich, N1660), 항 -NICD 항체(Novus, NB200-251), 항-Tim23 항체(BD bioscience, 611222), 항-CANX 항체(Santa Cruz Biotechnology, sc-11397), 항-APH-1A 항체 및 항-PEN2 항체(친절하게도 일본 RIKEN BSI의 A. Takashima 박사로부터 기증받음). 항-SERP1 항체(본 발명자들이 직접 생산함)는 대장균으로부터 정제된 SERP1 단백질을 사용하여 표준 면역 절차를 수행하여 제조하였다. 웨스턴블랏 분석은 표준 기술을 사용하여 수행하였다. 시료 완충액(10% 글리세롤, 2% SDS, 62.5 mM 트리스-HCl 및 2% β-머캅토에탄올, pH 6.8)로 세포를 용해시켰다. 막 단백질의 제조를 위해, 세포를 프로테이즈 저해제 칵테일을 함유한 1% CHAPS 완충액에 용해시키고 10분 동안 10,000 xg에서 원심분리하였다. 수용성 상등액을 SDS-PAGE를 이용하여 분리한 후, 분리된 단백질을 반 건조 전사장치(Bio-Rad semi-dry transfer unit, Bio-Rad)로 전사한 후, 전사된 막에 대하여 웨스턴블랏 분석을 수행하고 향상된 화학발광 방법으로 시각화하였다.Anti-Tubulin antibody (Sigma-Aldrich, T6074), anti-Actin antibody (Sigma-Aldrich, A1978), anti-HA antibody (HA hybridoma), anti-FLAG antibody (Sigma-Aldrich, S7425), anti-GFP antibody ( Santa Cruz Biotechnology, sc-8334), anti-V5 antibody (Sigma-Aldrich, S2540), anti-Aβ antibody (4G8, GTX109283, Genetax) anti-BIP antibody (Santa Cruz Biotechnology, sc-33757), anti-CAV1 antibody (Abcam, ab2910), anti-PS1-NTF antibody (Santa Cruz Biotechnology, sc-8760), anti-APP-CTF antibody (Sigma-Aldrich, A8717), anti-NCT antibody (Sigma-Aldrich, N1660), anti- NICD antibody (Novus, NB200-251), anti-Tim23 antibody (BD bioscience, 611222), anti-CANX antibody (Santa Cruz Biotechnology, sc-11397), anti-APH-1A antibody and anti-PEN2 antibody (kindly Japanese Donated by Dr. A. Takashima of RIKEN BSI). Anti-SERP1 antibody (produced by the present inventors) was prepared by performing standard immunization procedures using the SERP1 protein purified from E. coli. Western blot analysis was performed using standard techniques. Cells were lysed with sample buffer (10% glycerol, 2% SDS, 62.5 mM Tris-HCl and 2% β-mercaptoethanol, pH 6.8). For the preparation of membrane proteins, cells were lysed in 1% CHAPS buffer containing proteinase inhibitor cocktail and centrifuged at 10,000 xg for 10 minutes. After separating the aqueous supernatant using SDS-PAGE, the separated protein was transferred with a Bio-Rad semi-dry transfer unit (Bio-Rad), and then Western blot analysis was performed on the transferred membrane. And visualized with an improved chemiluminescence method.

세포배양 및 DNA 형질감염Cell culture and DNA transfection

SY5Y-APPswe 세포와 HEK-APP695 세포는 종래에 보고된 바와 같다(Gwon et al., Aging cell 11(4): 559-568, 2012; Mitsuishi et al., J. Biol. Chem. 285(20): 14920-14931, 2010). HEK293T, HeLa, PS 1/2 DKO MEF, CHO-7PA2 세포 및 안정적 형질감염 세포를 10% 우태아 혈청(HyClone, SH30919.03) 및 50 μg/ml Gentamicin (GIBCO, 15750-060)을 첨가한 Dulbecco's Modified Eagle Medium(DMEM, HyClone, SH30243.01)과 37℃, 5% CO2(v/v) 조건에서 배양하였다. HeLa/shCtrl 및 HeLa/shSERP1 안정적 형질감염 세포를 2 mg/ml G418(Gold Bio, G418-5)로 선별하고 실험을 위해 1 mg/ml G418로 유지하였다. SERP1 KO MEF 세포를 1 μg/ml 푸로마이신으로 선별하였다. 제조사의 지시에 따라, 형질감염은 Polyfect(Qiagen, 1015586) 또는 PEI (Sigma, 764647)를 사용하여 수행하였다.SY5Y-APPswe cells and HEK-APP695 cells are as previously reported (Gwon et al ., Aging cell 11(4): 559-568, 2012; Mitsuishi et al ., J. Biol. Chem . 285(20) : 14920-14931, 2010). HEK293T, HeLa, PS 1/2 DKO MEF, CHO-7PA2 cells and stable transfected cells were added to Dulbecco's with 10% fetal bovine serum (HyClone, SH30919.03) and 50 μg/ml Gentamicin (GIBCO, 15750-060) Modified Eagle Medium (DMEM, HyClone, SH30243.01) and 37 ℃, 5% CO 2 (v / v) was cultured in conditions. HeLa/shCtrl and HeLa/shSERP1 stable transfected cells were selected with 2 mg/ml G418 (Gold Bio, G418-5) and maintained at 1 mg/ml G418 for the experiment. SERP1 KO MEF cells were selected with 1 μg/ml puromycin. According to the manufacturer's instructions, transfection was performed using Polyfect (Qiagen, 1015586) or PEI (Sigma, 764647).

루시퍼레이즈 리포터 γ-시크리테이즈 활성 분석Luciferase reporter γ-secretase activity assay

루시퍼레이즈 리포터 γ-시크리테이즈 활성 분석은 종래에 보고된 바와 같이 수행하였다(Han et al., Cell. Mol. Life Sci., 71(13): 2561-2576, 2014). HEK293T 세포는 pC99-GVP, pUAS-luciferase, pβ-galactosidase 및 1 μM Compound E를 함유하거나 포함하지 않은 실험 대조군 유전자로 공형질감염시켰다. 24시간 후, 세포추출물을 제조사의 지시(Promega, USA)에 따라 루시퍼레이즈 리포터 분석을 수행하였다. 루시퍼레이즈 활성은 형질감염 효율에 대하여 β-galactosidase 활성으로 정규화하였다.Luciferase reporter γ-secretase activity assay was performed as previously reported (Han et al ., Cell. Mol. Life Sci ., 71(13): 2561-2576, 2014). HEK293T cells were cotransfected with experimental control genes with or without pC99-GVP, pUAS-luciferase, pβ-galactosidase, and 1 μM Compound E. After 24 hours, the cell extract was analyzed by Luciferase Reporter according to the manufacturer's instructions (Promega, USA). Luciferase activity was normalized to β-galactosidase activity for transfection efficiency.

글리세롤 속도 구배 분획화(glycerol velocity gradient fractionation)Glycerol velocity gradient fractionation

HEK293T 세포를 균질화 완충액(5 mM HEPES pH 7.4, 1 mM EDTA, 250 mM 슈크로스 및 프로테이즈 억제제 칵테일)로 균질화시키고, 상등액을 800 xg에서 원심분리하여 제조하였다. 100,000 xg의 속도로 4℃에서 1시간 동안 원심분리한 후, 펠렛을 CHAPS 완충액(2% CHAPS, 50 mM Tris pH 7.5, 2 mM EDTA 및 150 mM NaCl)으로 가용화시켰다. 가용성 용해물을 100,000 xg에서 30분 동안 다시 원심분리하고 상등액을 글리세롤 구배 원심분리에 적용하였다. 동일한 양의 단백질 추출물을 10-40%(w/v) 직쇄 글리세롤 구배의 상단에 적재하고 Beckman SW32.1Ti 로터를 사용하여 100,000 xg의 속도로 4℃에서 15시간 동안 원심분리하였다. 각 분획을 해당 구배의 상부에서 하부로 수집하고 각 분획의 동일한 부피를 웨스턴블랏 분석으로 분석하였다.HEK293T cells were homogenized with homogenization buffer (5 mM HEPES pH 7.4, 1 mM EDTA, 250 mM sucrose and proteinase inhibitor cocktail), and the supernatant was prepared by centrifugation at 800 xg. After centrifugation at 4° C. for 1 hour at a rate of 100,000 xg, the pellet was solubilized with CHAPS buffer (2% CHAPS, 50 mM Tris pH 7.5, 2 mM EDTA and 150 mM NaCl). The soluble lysate was centrifuged again at 100,000 xg for 30 minutes and the supernatant was subjected to glycerol gradient centrifugation. The same amount of protein extract was loaded on top of a 10-40% (w/v) straight-chain glycerol gradient and centrifuged at 4° C. for 15 hours at a rate of 100,000 xg using a Beckman SW32.1Ti rotor. Each fraction was collected from the top to the bottom of the gradient, and the same volume of each fraction was analyzed by Western blot analysis.

단백질 중첩 분석Protein overlap analysis

단백질 중첩(protein overay) 분석은 종래에 보고된 바와 같이 수행하였다(Nah et al., Autophagy 9(12): 2009-2021, 2013). 대장균에서 발현되고 정제된 SERP1 단백질(10 ㎍)을 SDS-PAGE로 분석하고 니트로셀룰로오스 막으로 전사하였다. 차단 후, 막을 3 개월령 C57BL/6 마우스의 전체 뇌 용해액으로 12시간 동안 4℃에서 배양하였다. 그런 다음, 막에 대하여 웨스턴블랏 분석을 수행하였다.Protein overay analysis was performed as previously reported (Nah et al ., Autophagy 9(12): 2009-2021, 2013). SERP1 protein (10 μg) expressed and purified in E. coli was analyzed by SDS-PAGE and transferred to a nitrocellulose membrane. After blocking, the membrane was incubated at 4° C. for 12 hours with total brain lysate of 3 month old C57BL/6 mice. Then, Western blot analysis was performed on the membrane.

마우스 뇌 추출Mouse brain extraction

C57BL/6J 마우스 및 3 xTg-AD 마우스로부터의 피질 및 해마를 20 mM Tris-Cl(pH 7.4), 150 mM NaCl, 1% NP40 및 프로테이즈 억제제를 함유하는 빙냉 트리스-완충 식염수에서 초음파 처리하였다. 균질액을 4℃에서 원심분리하여 투명하게 하고, 분주하여 -70℃에서 보관하였다. 분석을 위해 20 μg의 상등액을 ELISA Kit(IBL)에 의한 Aβ의 정량화에 사용하고 SDS-PAGE와 웨스턴블랏 분석을 수행하였다. BN-PAGE 분석을 위해, 마우스 뇌를 빙냉 PBS에서 초음파 처리한 후, 조 막 분획물을 4℃에서 원심분리하여 펠렛을 수득하였고, 이를 blue native(BN)-PAGE로 분석하였다.Cortex and hippocampus from C57BL/6J mice and 3 xTg-AD mice were sonicated in ice-cold Tris-buffered saline containing 20 mM Tris-Cl (pH 7.4), 150 mM NaCl, 1% NP40, and proteinase inhibitor. . The homogenate was centrifuged at 4°C to make it transparent, dispensed, and stored at -70°C. For analysis, 20 μg of the supernatant was used for quantification of Aβ by ELISA Kit (IBL), and SDS-PAGE and Western blot analysis were performed. For BN-PAGE analysis, mouse brains were sonicated in ice-cold PBS, and then the crude membrane fraction was centrifuged at 4° C. to obtain a pellet, which was analyzed by blue native (BN)-PAGE.

인간 뇌 샘플 준비Human brain sample preparation

Harvard Brain Tissue Resource Center(McLean Hospital, Boston)에서 AD(Braak V-VI) 환자(71-93세, 사후 2 ~ 16시간)와 연령 일치 대조군의 해마조직을 제공받았다. AD 환자의 해마조직을 20 mM Tris-Cl(pH 7.4), 150 mM NaCl 및 프로테이즈 억제제가 함유된 빙냉 Tris 완충 식염수에서 균질화시켰다. 균질액을 4℃에서 원심분리하여 투명하게 하고, 분주하여 -70℃에서 보관하였으며, 상등액을 SDS-PAGE로 분석하였다.At Harvard Brain Tissue Resource Center (McLean Hospital, Boston), AD (Braak V-VI) patients (71-93 years old, 2 to 16 hours post-mortem) and hippocampal tissues of age-matched controls were provided. Hippocampal tissues of AD patients were homogenized in ice-cold Tris buffered saline containing 20 mM Tris-Cl (pH 7.4), 150 mM NaCl, and proteinase inhibitor. The homogenate was centrifuged at 4°C to make it transparent, aliquoted and stored at -70°C, and the supernatant was analyzed by SDS-PAGE.

면역 조직 화학분석Immunohistochemistry

알츠하이머병(AD) 환자의 뇌절편에 대한 면역 조직 화학적 분석은 종래에 보고된 바와 같다(Park et al., Hum. Mol. Genet., 21(12): 2725-2737, 2012). AD 환자의 해마는 파라포름알데히드 하에서 연속 관상면에 대한 박편화 전에 48시간 동안 고정시키고 동결 마이크로톰을 이용하여 박편화하였다. 박편을 슬라이드 위에 놓고 4% 파라포름알데히드로 다시 채웠다. 시료를 1차 항체가 도포되기 전에 0.1% Triton X-100에서 20분 동안, 그리고 1% BSA에서 1시간 동안 항온 배양하였다. 차단된 박편을 항-SERP1(1:200) 및 항-APH1A(1:300) 항체와 함께 항온 배양하고, 세척한 다음 FITC-접합 및 TRITC-접합 이차항체(Jackson Laboratory, Inc.)와 함께 반응시켰다. 시료를 세척하고 Zeiss LSM700 현미경으로 관찰하였다.Immunohistochemical analysis of brain sections of patients with Alzheimer's disease (AD) has been previously reported (Park et al ., Hum. Mol. Genet ., 21(12): 2725-2737, 2012). The hippocampus of the AD patient was fixed for 48 hours before slicing to the continuous coronal plane under paraformaldehyde and sliced using a frozen microtome. The flake was placed on the slide and refilled with 4% paraformaldehyde. Samples were incubated for 20 minutes in 0.1% Triton X-100 and 1 hour in 1% BSA before the primary antibody was applied. Blocked slices were incubated with anti-SERP1 (1:200) and anti-APH1A (1:300) antibodies, washed, and then reacted with FITC-conjugated and TRITC-conjugated secondary antibodies (Jackson Laboratory, Inc.) Made it. The sample was washed and observed under a Zeiss LSM700 microscope.

시험관 내 AICD 생성 분석Analysis of AICD production in vitro

시험관 내 AICD(amyloid precursor protein intracellular domain) 생성 분석은 종래에 보고된 바에서 사소한 변형을 하여 수행되었다(Tesco et al., J. Nneurochem. 95(2): 446-456, 2005). 구체적으로, 수확된 세포를 완충액 A(50 mM HEPES pH 7.4, 150 mM NaCl, 5 mM 1,10-phenathroline 일수화물, 2 mM EDTA 및 프로테이즈 억제제 칵테일)에서 초음파 처리하여 용해시켰다. 균질액을 1,000 xg에서 10 분간 원심분리하고, 상등액을 10,000 xg에서 30분간 원심분리하였다. 펠렛의 막 분획을 완충액 A로 1회 세척하였다. 최종 막 펠렛을 완충액 A로 재현탁하고, 시료의 단백질 수준을 Bradford 분석(Biorad)을 사용하여 측정하였다. 동일한 양의 단백질을 형광성 C99 기질(Invitrogen) 또는 정제된 C99-FLAG 단백질과 함께 37 ℃에서 12 시간 동안 반응시켰다.In vitro AICD (amyloid precursor protein intracellular domain) production analysis was performed with minor modifications as previously reported (Tesco et al ., J. Nneurochem. 95(2): 446-456, 2005). Specifically, harvested cells were lysed by sonication in buffer A (50 mM HEPES pH 7.4, 150 mM NaCl, 5 mM 1,10-phenathroline monohydrate, 2 mM EDTA, and proteinase inhibitor cocktail). The homogenate was centrifuged at 1,000 xg for 10 minutes, and the supernatant was centrifuged at 10,000 xg for 30 minutes. The membrane fraction of the pellet was washed once with buffer A. The final membrane pellet was resuspended in buffer A and the protein level of the sample was measured using Bradford assay (Biorad). The same amount of protein was reacted with fluorescent C99 substrate (Invitrogen) or purified C99-FLAG protein at 37° C. for 12 hours.

BN-PAGEBN-PAGE

BN-PAGE는 종래에 보고된 바와 같이 수행하였다(Thathiah et al., Science 323(5916): 946-951, 2009). 막 단백질을 BN-PAGE 완충액(1% digitonin, 20% glycerol 및 25 mM Bis-Tris pH 7.0)에 얼음으로 60 분간 가용화하고 100,000 xg에서 30 분간 원심분리하였다. 나머지 상등액을 BN-PAGE에 사용하였다. 동일한 용적의 단백질을 4 ℃에서 BN-PAGE로 분리하고 PVDF 막으로 전사하였다. 전사된 블롯을 탈염색 용액(증류수:메탄올:아세트산=6:3:1)에서 15분 동안 세척하고 웨스턴 블랏 분석을 수행하였다.BN-PAGE was performed as previously reported (Thathiah et al ., Science 323(5916): 946-951, 2009). Membrane proteins were solubilized in BN-PAGE buffer (1% digitonin, 20% glycerol and 25 mM Bis-Tris pH 7.0) on ice for 60 minutes and centrifuged at 100,000 xg for 30 minutes. The remaining supernatant was used for BN-PAGE. The same volume of protein was separated by BN-PAGE at 4° C. and transferred to a PVDF membrane. The transferred blot was washed in a destaining solution (distilled water:methanol:acetic acid=6:3:1) for 15 minutes, and Western blot analysis was performed.

면역침전 분석Immunoprecipitation assay

일반적인 면역침전(IP) 분석은 1% Triton X-100 완충액(50 mM Tris, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 0.1% SDS, 1% Triton X-100, 0.5% sodium deoxycholate 및 프로테이즈 저해제 칵테일)을 사용하여 수행하였다. γ-시크리테이즈 단백질 복합체의 면역침전은 1% CHAPS 완충액(25 mM HEPES pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 1% CHAPS 및 프로테아제 억제제 칵테일) 또는 1% digitonin 완충액(25 mM HEPES pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 1% digitonin 및 프로테아제 저해제 칵테일). 세포 용해물은 Triton X-100, digitonin 또는 CHAPS 완충액에서 초음파 처리하여 제조 하였다. 짧은 원심분리 후, 상등액을 항-HA, 항-GFP, 항-SEP1, 항-PS1 또는 항 -APH1A 항체와 함께 4℃에서 밤새 반응시킨 다음, 단백질-G 세파로즈 비드(Ge Healthcare)로 끌어내렸다.A typical immunoprecipitation (IP) assay is 1% Triton X-100 buffer (50 mM Tris, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 0.1% SDS, 1% Triton X-100, 0.5% sodium deoxycholate and proteinase inhibitor cocktail). This was done using. Immunoprecipitation of the γ-secretase protein complex was performed in 1% CHAPS buffer (25 mM HEPES pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 1% CHAPS and protease inhibitor cocktail) or 1% digitonin buffer (25 mM HEPES pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 1% digitonin and protease inhibitor cocktail). Cell lysates were prepared by sonication in Triton X-100, digitonin or CHAPS buffer. After short centrifugation, the supernatant was reacted overnight at 4° C. with anti-HA, anti-GFP, anti-SEP1, anti-PS1 or anti-APH1A antibodies, and then pulled down into Protein-G Sepharose beads (Ge Healthcare). .

당뇨병의 STZ 유도STZ induction in diabetes

웅성 C57BL/6J 마우스 및 3x Tg-AD 마우스(8-12 주령)에 Streptozotocin(STZ, 0.1M 시트레이트 완충액, 60 mg/kg 체중, Sigma-Aldrich)를 5 일간 복강내 주사로 매일 투여하여 당뇨병을 유도하였다. 대조군 마우스에는 완충액만을 주사하였다. 포도당 농도를 포도당측정기(Accu-Check Instant, Boehringer Mannheim Corporation)로 측정하여 STZ 투여 후 7 일째에 혈당값을 측정하였다. 혈당값이 300 mg/dl 이상인 마우스를 당뇨병에 걸린 것으로 간주했다. 첫 번째 STZ 투여 후 19일째 경과 시점인 뇌 적출시 혈당측정을 다시한 후, 마우스를 희생시키고 뇌를 적출하여 분석하였다. 동물실험은 서울 대학교 동물 관리 및 이용 위원회 (SNU IACUC)의 지침에 따라 수행되었다.Diabetes was controlled by daily administration of Streptozotocin (STZ, 0.1M citrate buffer, 60 mg/kg body weight, Sigma-Aldrich) to male C57BL/6J mice and 3x Tg-AD mice (8-12 weeks old) by intraperitoneal injection for 5 days. Induced. Control mice were injected with buffer only. The glucose concentration was measured with a glucose meter (Accu-Check Instant, Boehringer Mannheim Corporation), and the blood glucose value was measured 7 days after STZ administration. Mice with blood glucose values of 300 mg/dl or more were considered to have diabetes. After the blood glucose measurement was performed again at the time of brain excision, which is the 19th day after the first STZ administration, the mice were sacrificed and the brain was excised and analyzed. Animal experiments were conducted in accordance with the guidelines of the Animal Care and Use Committee of Seoul National University (SNU IACUC).

통계 분석Statistical analysis

모든 실험은 3회의 병행 시행으로 수행되었으며 적어도 3회 반복되었다. 통계 분석은 Microsoft Office 2016 Excel 소프트웨어 패키지(Microsoft Corporation)를 사용하여 수행하였다. 독립표본 t-검정을 사용하여 평균값을 비교 하였다.All experiments were performed in 3 parallel runs and repeated at least 3 times. Statistical analysis was performed using Microsoft Office 2016 Excel software package (Microsoft Corporation). Mean values were compared using an independent sample t-test.

실시예 1: 게놈-규모의 유전자 스크리닝Example 1: Genome-scale gene screening

본 발명자들은 스트레스 조건 및 병리학적 조건 하에서 γ-시크리테이즈 활성을 조절하는 중요한 유전적 인자를 확인하기 위해, γ-시크리테이즈 활성-기반 세포 분석 및 수천 개의 막단백질을 암호화하는 cDNA 발현 라이브러리를 사용하여 종래에 보고된 바와 같이 게놈-규모의 기능적 스크리닝을 수행하였다(Han et al., Cell. Mol. Life Sci. 71(13): 2561-2576, 2014). 구체적으로, HEK293T 세포를 pC99-TetOn, pTRE-GFP, 및 단량체 RFP 벡터와 대조군 벡터(pCtrl) 또는 각 cDNA로 18 시간 동안 공형질감염시켰다. 이후 100 ng/ml 디옥시사이클린(Sigma-Aldrich, USA)으로 12시간 처리하였다. AICD-rtTA는 내인성 γ-시크리테이즈에 의해 생성된 후 GFP 발현을 유도하기 위해 핵으로 운반된다. 형광현미경(Olympus) 하에서 녹색 형광을 현저하게 증가시킨 추정 양성 cDNA 클론을 분리하였다. 막 단백질을 암호하는 cDNA를 RT-PCR를 이용하여 생성하였고 포유동물 발현 벡터에 서브 클로닝하거나 상용으로 판매되는 것을 구매하였다(ORIGENE, Inc). 1차 스크리닝 후, 2차 스크리닝은 pC99-GVP 및 pUAS-luciferase 리포터 분석을 사용하여 수행하였다. cDNA 라이브러리는 종래에 보고된 바와 같이 제조하였다(Shim et al., Cell Rep. 2(3): 603-615, 2012; Lee et al., Hum. Mol. Genet. 21(1): 101-114, 2012). In order to identify important genetic factors regulating γ-secretase activity under stress conditions and pathological conditions, the present inventors developed γ-secretase activity-based cellular assays and cDNA expression libraries encoding thousands of membrane proteins. Genome-scale functional screening was performed as previously reported using (Han et al ., Cell. Mol. Life Sci . 71(13): 2561-2576, 2014). Specifically, HEK293T cells were cotransfected with pC99-TetOn, pTRE-GFP, and monomeric RFP vector and control vector (pCtrl) or each cDNA for 18 hours. Then, it was treated with 100 ng/ml deoxycycline (Sigma-Aldrich, USA) for 12 hours. AICD-rtTA is produced by endogenous γ-secretase and then transported to the nucleus to induce GFP expression. Presumed positive cDNA clones that significantly increased green fluorescence were isolated under a fluorescence microscope (Olympus). The cDNA encoding the membrane protein was generated using RT-PCR and subcloned into a mammalian expression vector or commercially available one was purchased (ORIGENE, Inc). After the first screening, the second screening was performed using pC99-GVP and pUAS-luciferase reporter assays. The cDNA library was prepared as previously reported (Shim et al ., Cell Rep . 2(3): 603-615, 2012; Lee et al ., Hum. Mol. Genet . 21(1): 101-114 , 2012).

상기 기능 획득(gain-of-function) 스크리닝을 통해, 본 발명자들은 γ-시크리테이즈 활성 조절자로서 단일 막통과 단백질인 스트레스 관련 소포체 단백질 1(stress-assosiated endoplasmic reticulum protein 1, SERP1)을 분리하였다. Through the gain-of-function screening, the present inventors isolated stress-assosiated endoplasmic reticulum protein 1 (SERP1), a single transmembrane protein, as a modulator of γ-secretase activity. .

실시예 2: SERP1와 γ-secretase 활성과의 관련성 분석Example 2: Analysis of the relationship between SERP1 and γ-secretase activity

본 발명자들은 SERP1의 발현이 Aβ 생성에 영향을 주는지 여부를 조사하기 위해, APP의 스웨덴 돌연변이형(APPswe)를 발현하는 SH-SY5Y-APPswe 세포에서 분비 된 Aβ40 및 Aβ42의 수준을 측정하였다. 그 결과, 상기 실시예 1의 기능적 스크리닝의 결과에 상응하게, SERP1의 이소성 발현은 Aβ40 및 Aβ42의 수준을 대조군(조건 배양배지) 대비 30 내지 50% 정도 유의하게 증가시켰다(도 1a). 반대로, SERP1 발현을 넉다운 시켰을 때는 Aβ40 및 Aβ42의 수준을 감소시켰다(도 1b). SERP1 발현 넉다운을 위해 표적 서열을 pSuper-Neo 벡터(pshRNA, OligoEngine)에 클로닝함으로써 SERP1 특이적 shRNA 발현벡터 pSuper-neo-shSERP1(이하, 'shSERP1' 또는 'pshSERP1'으로 약칭함)를 제조하였다. pSuper-neo-shSERP1의 제작 순서는 하기와 같다: 정방향 프라이머(5'-GAT CCC CGC ACT TAG CTT AAA TTA CAT TCA AGA GAT ATT TAA GCT AAG TGC TTT TTA-3', 서열번호 1) 및 역방향 올리코뉴클레오티드(5'-AGC TTA AAA AGC ACT TAG CTT AAA TTA CAT CTC TTG AAT GTA ATT TAA GCT AAG TGC GGG-3, 서열번호 2)를 합성한 후 이를 혼상화시시킨 다음 pSuper-Neo 벡터에 결찰시킴으로써 제조하였다. 세포내의 SERP1의 유전학적 결실(knock-out)은 CRISPR 시스템을 이용하여 수행하였다. 구체적으로 SERP1 sgRNA에 대해, 표적서열(순방향: 5'-CAC CGC TTG GCG ACG TTG CCG CGC T-3'(서열번호 3), 역방향: 5'-AAA CAG CGC GGC AAC GTC GCC AAG C-3'(서열번호 4)을 lentiCRISPR v2 벡터(Addgene, # 52961)에 클로닝하였다. In order to investigate whether the expression of SERP1 affects Aβ production, the present inventors measured the levels of Aβ 40 and Aβ 42 secreted from SH-SY5Y-APP swe cells expressing the Swedish mutant form of APP (APP swe ). I did. As a result, corresponding to the results of the functional screening of Example 1, the ectopic expression of SERP1 significantly increased the levels of Aβ 40 and Aβ 42 by about 30 to 50% compared to the control (condition culture medium) (Fig. 1a). Conversely, when SERP1 expression was knocked down, the levels of Aβ 40 and Aβ 42 were reduced (FIG. 1B). For SERP1 expression knockdown, the target sequence was cloned into a pSuper-Neo vector (pshRNA, OligoEngine) to prepare a SERP1-specific shRNA expression vector pSuper-neo-shSERP1 (hereinafter, abbreviated as'shSERP1'or'pshSERP1'). The sequence of preparation of pSuper-neo-shSERP1 is as follows: Forward primer (5'-GAT CCC CGC ACT TAG CTT AAA TTA CAT TCA AGA GAT ATT TAA GCT AAG TGC TTT TTA-3', SEQ ID NO: 1) and reverse oligo After synthesizing a nucleotide (5'-AGC TTA AAA AGC ACT TAG CTT AAA TTA CAT CTC TTG AAT GTA ATT TAA GCT AAG TGC GGG-3, SEQ ID NO: 2), it was mixed and then ligated to pSuper-Neo vector. I did. The genetic knock-out of SERP1 in cells was performed using the CRISPR system. Specifically, for SERP1 sgRNA, the target sequence (forward: 5'-CAC CGC TTG GCG ACG TTG CCG CGC T-3' (SEQ ID NO: 3), reverse: 5'-AAA CAG CGC GGC AAC GTC GCC AAG C-3' (SEQ ID NO: 4) was cloned into lentiCRISPR v2 vector (Addgene, # 52961).

유사한 분석법을 APPswe를 발현하는 CHO-7PA2 세포(Walsh et al., Nature 416(6880): 535-539, 2002)에서 수행하였을 때, 웨스턴 블랏 결과, SERP1 발현은 배지 내에서의 전체 Aβ 수준을 70% 증가시켰으나, 전장 APP, APP의 α-시크리테이즈-절단 산물, sAPPα 및 C38(α-APP-CTF)의 발현은 영향을 받지 않았다(도 1c). 이러한 결과는 배양된 세포에서 SERP1이 Aβ의 생산을 자극함을 시사한다.When a similar assay was carried out in CHO-7PA2 cells expressing APP swe (Walsh et al ., Nature 416(6880): 535-539, 2002), Western blot results showed that SERP1 expression was determined by the total Aβ level in the medium. It increased by 70%, but the expression of full-length APP, α-secretase-cleavage products of APP, sAPPα and C38 (α-APP-CTF) was not affected (FIG. 1C). These results suggest that SERP1 stimulates the production of Aβ in cultured cells.

이어, 본 발명자들은 SERP1이 γ-시크리테이즈의 효소활성에 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해, 시험관 내 AICD(amyloid precursor protein intracellular domain) 생성 분석을 수행하였다. 그 결과, 형광성 기질을 사용하여 시험관 내 효소분석을 수행한 결과, SERP1 과발현시 γ-시크리테이즈의 효소활성이 50% 증가하는 것으로 나타났다(도 1d). 정제된 C99 기질을 사용하여 마이크로좀 막 분획에서의 효소활성을 조사한 결과, SERP1 과발현시 γ-시크리테이즈 억제제인 Compound E(도 1a) 처리에 의해 억제된 AICD 생성의 급격한 증가가 확인되었다. 반대로, SERP1 발현을 넉다운시켰을 경우, γ-시크리테이즈 활성이 30% 감소되었다(도 1e). 일관되게, 시험관 내 AICD 생성 분석 결과, HEK-APP695 세포에서 SERP1 넉다운시 AICD 생성의 감소를 나타냈다(도 1b). 종합적으로, 이들 결과를 통해 SERP1이 γ-시크리테이즈 활성의 증가를 통해 APP 가공을 촉진시킴을 나타내는 것이다.Next, the present inventors performed an in vitro AICD (amyloid precursor protein intracellular domain) generation analysis to investigate whether SERP1 affects the enzyme activity of γ-secretase. As a result, as a result of performing an in vitro enzyme analysis using a fluorescent substrate, it was found that the enzyme activity of γ-secretase increased by 50% upon overexpression of SERP1 (FIG. 1D). As a result of investigating the enzyme activity in the microsome membrane fraction using the purified C99 substrate, a rapid increase in AICD production was confirmed by treatment with Compound E, a γ-secretase inhibitor, when SERP1 was overexpressed (FIG. 1A). Conversely, when SERP1 expression was knocked down, γ-secretase activity was reduced by 30% (Fig. 1e). Consistently, as a result of an in vitro AICD production assay, it was shown that AICD production was decreased upon SERP1 knockdown in HEK-APP695 cells (FIG. 1B ). Overall, these results indicate that SERP1 promotes APP processing through an increase in γ-secretase activity.

실시예 3: SERP1의 γ-시크리테이즈에 의한 NICD 형성에 미치는 영향 분석Example 3: Analysis of the effect of SERP1 on the formation of NICD by γ-secretase

SERP1이 Aβ 생성을 자극하기 위해 γ-시크리테이즈 활성을 증가시키기 때문에, 본 발명자들은 SERP1이 γ-시크리테이즈의 다른 기질의 절단에 영향을 주는지 여부를 조사하였다. 특히 본 발명자들은 γ-시크리테이즈에 의한 Notch 절단에 미치는 영향을 조사하였다. 형광현미경 하에서 GFP-태그 SC100(SC100-GFP)의 세포질 패턴 분석 결과, 이전에 보고된 바와 같이(He et al., Nature 467(7311): 95-98, 2010), AICD-GFP가 야생형(WT) 마우스 배아 섬유아세포(MEFs)에서 확산양상으로 분포됨이 확인되었다(도 2a). 반면, SC100-GFP는 Serp1 넉아웃 MEF에서 수많은 작은 소포에서 관찰되었으며, Compound E로 γ-시크리테이즈를 억제한 후에도 동일한 패턴이 관찰되었다(도 2a). SC100-GFP의 패턴과 비교하여 NotchΔE-GFP로부터 생성된 NICD-GFP는 야생형 MEF의 핵에 축적되었으며, 종래에 관찰된 바와 같이(Liu et al., Cell Res. 23(3): 351-365, 2013) 이러한 패턴은 Serp1 녹아웃 MEF에서 바뀌지 않았다(도 2b). 이는 Notch가 SERP1 수준에 관계없이 γ-시크리테이즈에 의해 가공됨을 의미한다. 실제, 웨스턴 블랏 분석 결과, SERP1 과발현이 NICD(notch intracellular domain) 생성을 약 30% 감소시킴을 확인할 수 있었다(그림 2c). 아울러, 본 발명자들은 Hes1, Hey1 및 Tcf4와 같은 NICD 하류 유전자의 mRNA 수준 역시 SERP1 발현에 의해 감소되었음을 확인할 수 있었다(도 2d). 따라서, SERP1이 Notch의 γ-시크리테이즈에 의한 가공를 음성적으로 조절할 가능성은 남아 있다.Since SERP1 increases γ-secretase activity to stimulate Aβ production, the present inventors investigated whether SERP1 influences the cleavage of other substrates of γ-secretase. In particular, the present inventors investigated the effect of γ-secretase on the Notch cleavage. Cytoplasmic pattern analysis of GFP-tagged SC100 (SC100-GFP) under a fluorescence microscope, as previously reported (He et al ., Nature 467(7311): 95-98, 2010), AICD-GFP was wild-type (WT ) It was confirmed that the mouse embryonic fibroblasts (MEFs) were distributed in a diffusion pattern (FIG. 2A ). On the other hand, SC100-GFP was observed in a number of small vesicles in the Serp1 knockout MEF, and the same pattern was observed even after suppressing γ-secretase with Compound E (FIG. 2A). Compared with the pattern of SC100-GFP, NICD-GFP generated from NotchΔE-GFP was accumulated in the nucleus of wild-type MEF, as previously observed (Liu et al ., Cell Res. 23(3): 351-365, 2013) This pattern did not change in Serp1 knockout MEF (Fig. 2b). This means that Notch is processed by γ-secretase regardless of the SERP1 level. In fact, as a result of Western blot analysis, it was confirmed that SERP1 overexpression reduced the production of NICD (notch intracellular domain) by about 30% (Figure 2c). In addition, the present inventors confirmed that the mRNA level of the NICD downstream genes such as Hes1, Hey1, and Tcf4 was also reduced by SERP1 expression (FIG. 2D). Thus, the possibility remains that SERP1 negatively regulates Notch's γ-secretase processing.

실시예 4: SERP1의 APH1A/NCT 아복합체 안정성에 미치는 영향Example 4: Effect of SERP1 on the stability of APH1A/NCT subcomplexes

γ-시크리테이즈 활성의 SERP1 매개 자극의 기초가 되는 분자 메커니즘을 조사하기 위해, γ-시크리테이즈 복합체에서 각 서브유닛의 발현수준을 웨스턴 블 랏 분석으로 조사하였다. 흥미롭게도 본 발명자들은 SERP1 과발현 후에 APH1A와 NCT의 수치가 증가한다는 것을 발견하였다(그림 3a). 이어, SERP1에 의한 γ-시크리테이즈 서브유닛의 증가가 전사조절에 기인한 것인지 확인하기 위해 RT-PCR 분석을 수행하였다. 그 결과 SERP1 발현은 γ-시크리테이즈 서브유닛의 mRNA 수준에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다(도 3b). 또한 blue-native(BN)-PAGE 분석을 사용하여 γ-시크리테이즈 복합체의 수준을 측정한 결과, SERP1 발현에 의해 약 440 kDa의 성숙 γ-시크리테이즈 복합체의 수준이 약 50%까지 유의하게 증가되는 것으로 확인되었다(도 3c). 반대로 SERP1를 유전학적으로 넉아웃시킬 경우, 성숙한 γ-시크리테이즈 복합체(도 3d) 및 γ-시크리테이즈 구성성분(도 3e)의 양은 현저하게 감소되었다. 이러한 결과는 SERP1이 γ-시크리테이즈 복합체의 수준을 조절함을 의미한다.To investigate the molecular mechanisms underlying SERP1-mediated stimulation of γ-secretase activity, the expression level of each subunit in the γ-secretase complex was investigated by Western blot analysis. Interestingly, the inventors have found that the levels of APH1A and NCT increase after SERP1 overexpression (Figure 3a). Subsequently, RT-PCR analysis was performed to confirm whether the increase in the γ-secretase subunit by SERP1 is due to transcriptional regulation. As a result, it was found that SERP1 expression did not significantly affect the mRNA level of the γ-secretase subunit (Fig. 3b). In addition, as a result of measuring the level of the γ-secretase complex using blue-native (BN)-PAGE analysis, the level of mature γ-secretase complex of about 440 kDa was significantly up to about 50% by SERP1 expression. It was found to increase (Fig. 3c). Conversely, when SERP1 was genetically knocked out, the amount of mature γ-secretase complex (FIG. 3D) and γ-secretase constituent (FIG. 3e) was significantly reduced. These results indicate that SERP1 regulates the level of the γ-secretase complex.

상기와 같은 결과로부터 본 발명자들은 PS1/2 이중 넉아웃(PS1/2 DKO) MEF에서 γ-시크리테이즈 아복합체(subcomplex)의 형성에 대한 SERP1의 효과를 추가로 규명할 필요를 확인하였다. 흥미롭게도 BN 겔 분석 결과, 약 240 kDa의 APH1A/NCT 아복합체의 세포내 수준은 SERP1 과발현에 의해 급격히 증가했지만(도 3f), PS1/2 DKO MEF에서는 SERP1 넉아웃으로 인해 감소했다(도 3g). 이러한 결과들을 종합적으로 고려할 때, SERP1이 APH1A/NCT 아복합체의 양을 조절함으로써 γ-시크리테이즈 복합체의 수준을 증가시킴을 알 수 있다.From the above results, the present inventors confirmed the need to further elucidate the effect of SERP1 on the formation of a γ-secretase subcomplex in PS1/2 double knockout (PS1/2 DKO) MEF. Interestingly, as a result of BN gel analysis, the intracellular level of the APH1A/NCT subcomplex of about 240 kDa rapidly increased due to SERP1 overexpression (Fig. 3F), but decreased due to SERP1 knockout in PS1/2 DKO MEF (Fig. 3G). . When these results are considered comprehensively, it can be seen that SERP1 increases the level of the γ-secretase complex by controlling the amount of the APH1A/NCT subcomplex.

실시예 5: SERP1의 APH1A/NCT 아복합체를 통한 γ-시크리테이즈와의 상호관계 분석Example 5: Analysis of correlation with γ-secretase through APH1A/NCT subcomplex of SERP1

본 발명자들은 SERP1이 γ-시크리테이즈 복합체의 형성을 조절하는 방법을 연구하기 위해, SERP1이 γ-시크리테이즈와 물리적으로 상호작용하는지 여부를 조사하였다. 이를 위해 본 발명자들은 구체적으로 면역침강 분석을 수행하였으며, 그 결과 γ-시크리테이즈 소단위체가 마우스 뇌의 대뇌 피질 추출물(도 4a) 및 SERP1 컨스트럭트로 형질감염된 HEK293T 세포(도 4b)에서 SERP1과 함께 면역침전됨을 확인하였다. 또한 SERP1은 야생형(WT) MEF에서 약 440 kDa의 γ-시크리테이즈 전효소 복합체와 PS1/2 DKO(이중 넉아웃) MEF에서 약 240 kDa의 APH1A/NCT 아복합체(도 4c)와 함께 BN-겔 상으로 공이동하였다. 세포추출물에 대한 글리세롤 속도 구배 분획 분석을 통해, 본 발명자들은 또한 SERP1이 APH1A/NCT 아복합체와 겹치는 분획(5-7) 및 γ-시크리테이즈 복합체를 함유하는 분획(8-9)에서도 검출되었음을 확인하였다(도 4d). 또한, 단백질 중첩분석을 통해 정제된 His-태그 SERP1 단백질이 마우스 뇌 용해물에서 γ-시크리테이즈 성분과 상호작용함을 확인할 수 있었다(도 4e). 이러한 결과는 SERP1이 APH1/NCT 아복합체를 통해 γ-시크리테이즈와 물리적으로 상호작용함을 나타내는 것이다.The present inventors investigated whether SERP1 physically interacts with γ-secretase in order to study how SERP1 modulates the formation of γ-secretase complexes. To this end, the present inventors specifically performed an immunoprecipitation analysis, and as a result, the γ-secretase subunit was combined with SERP1 in HEK293T cells transfected with a cerebral cortex extract of mouse brain (Fig. 4a) and SERP1 construct (Fig. 4b). It was confirmed that immunoprecipitation was performed. In addition, SERP1 is BN- with a γ-secretase preenzyme complex of about 440 kDa in wild-type (WT) MEF and APH1A/NCT subcomplex of about 240 kDa in PS1/2 DKO (double knockout) MEF (Fig. 4c). It was co-moved onto the gel. Through the glycerol rate gradient fraction analysis of the cell extract, the present inventors also found that SERP1 was also detected in the fraction overlapping the APH1A/NCT subcomplex (5-7) and the fraction containing the γ-secretase complex (8-9). It was confirmed (Fig. 4d). In addition, it was confirmed that the purified His-tagged SERP1 protein interacts with the γ-secretase component in mouse brain lysates through protein overlap analysis (Fig. 4e). These results indicate that SERP1 physically interacts with γ-secretase through the APH1/NCT subcomplex.

다음으로 본 발명자들은 세제를 사용하여 SERP1과 상호 작용하는 APH1/NCT 소단위체(subunit)을 분석하였다. BN-PAGE 분석결과 1% CHAPS/digitonin 가용성 분획에서 APH1A/NCT 아복합체를 검출 할 수 있었으나 1% Trition X-100 가용성 분획에서는 검출되지 않았는데(도 4f), 이는 세제에 의해 APH1A/NCT 아복합체가 해리됨을 나타내는 것이다(도 4g). 1% Trition X-100을 사용하는 조건에서 수행된 면역침전 분석 결과 SERP1-HA가 APH1A-FLAG 또는 NCT-V5와 상호 작용함을 확인하였는데(도 4h 및 4i), 이는 SERP1이 APH1A 및 NCT와 상호작용함을 보여주는 것이다. 예상한 바와 같이, SERP1-HA도 1% CHAPS-가용성 막 분획에서 γ-시크리테이즈 복합체의 PS1-NTF와 상호 작용하였다(도 4j). 그러나, 이러한 상호 작용은 1% Triton-X100 가용성 분획에서는 관찰되지 않았다. 아울러, 본발명자들은 HeLa 세포에서 SERP1-RFP와 APH1A-GFP의 공편재화(colocalization)를 관찰하였다(도 4k). 따라서 본발명자들은 SERP1이 γ-시크리테이즈의 APH1A/NCT 아복합체와 상호 작용함을 최초로 확인하였다.Next, the present inventors analyzed the APH1/NCT subunit that interacts with SERP1 using a detergent. As a result of BN-PAGE analysis, the APH1A/NCT subcomplex could be detected in the 1% CHAPS/digitonin soluble fraction, but not detected in the 1% Trition X-100 soluble fraction (Fig. 4f), which was found in the APH1A/NCT subcomplex by detergent. It indicates dissociation (FIG. 4G). As a result of immunoprecipitation analysis performed under the conditions of using 1% Trition X-100, it was confirmed that SERP1-HA interacts with APH1A-FLAG or NCT-V5 (Figs. 4h and 4i), which means that SERP1 interacts with APH1A and NCT. It shows that it works. As expected, SERP1-HA also interacted with PS1-NTF of the γ-secretase complex in the 1% CHAPS-soluble membrane fraction (Fig. 4j). However, this interaction was not observed in the 1% Triton-X100 soluble fraction. In addition, the present inventors observed colocalization of SERP1-RFP and APH1A-GFP in HeLa cells (FIG. 4K). Therefore, the present inventors confirmed for the first time that SERP1 interacts with the APH1A/NCT subcomplex of γ-secretase.

SERP1의 기능적으로 보존된 도메인은 아직 확인되지 않았지만, SERP1은 N- 말단(잔기 1-35), 막통과 영역(잔기 35-61) 및 C-말단 내강(lumenal) 도메인(잔기 62-66)로 구성되어 있다(Favaloro et al., J. Cell Sci. 121(11): 1832-1840, 2008. 본 발명자들은 NCT와의 상호 작용에 관여하는 SERP1 영역을 확인하기 위해 SERP1의 결실(△) 구조를 생성하였다(도 5a). SERP1이 너무 작아 결실 구조체를 생성할 수 없기 때문에 SERP1(30)과 유사한 구조를 갖는 SEC61G를 사용하여 키메라 구조물을 생성하였다. 놀랍게도, C-말단 4 잔기가 결여된 SERP1ΔC 돌연변이체는 면역침전 분석에서 NCT-V5와 잘 상호작용하지 않았다(도 5b). 또한, C 말단에 SERP1의 4개 잔기(SERP1ΔNTM)를 갖는 SEC61G 키메라는 NCT에 강하게 결합하는 것으로 확인되었다. 이 관찰을 확인하기 위해 본 발명자들은 살아있는 세포에서 VN-표지된 NCT(NCT-VN) 및 VC-태그된 SERP1(VC-SERP1) 사이의 단백질-단백질 상호작용을 형광검출을 가능하게 하는 이분자 형광 상보성(bimolecular fluorescence complementation, BiFC) 분석을 이용하여 조사하였다(Wong et al., J. Vis. Exp. (50): 2643, 2011). 그 결과, NCT-VN과 VC-SERP1 모두가 세포에서 동시 발현될 때, 형광 현미경 하에서 형광 상보성이 관찰되었다(도 5c). 반대로, NCT-VN 및 VC-SERP1ΔC를 발현하는 세포에서는 형광이 관찰되지 않았다. 또한 SERP1 WT와 비교하여 SERP1ΔC 변이주는 PS1/2 DKO MEFs(도 5d)에서의 γ-시크리테이즈 아복합체 형성 및 HEK293 세포에서의 γ-시크리테이즈 활성에 거의 영향을 미치지 않았다(도 5e 및 5f). 이러한 결과는 SERP1의 C-말단이 NCT와의 상호작용 및 γ-시크리테이즈 활성조절에 중요하다는 것을 시사한다.Although the functionally conserved domain of SERP1 has not yet been identified, SERP1 has an N-terminal (residues 1-35), transmembrane region (residues 35-61) and a C-terminal lumenal domain (residues 62-66). (Favaloro et al ., J. Cell Sci . 121(11): 1832-1840, 2008. The present inventors created a deletion (△) structure of SERP1 to identify the SERP1 region involved in the interaction with NCT. Since SERP1 is too small to generate a deletion structure, a chimeric structure was generated using SEC61G having a structure similar to SERP1 30. Surprisingly, a SERP1ΔC mutant lacking C-terminal 4 residues Did not interact well with NCT-V5 in the immunoprecipitation assay (Fig. 5b) In addition, it was confirmed that the SEC61G chimera having four residues of SERP1 (SERP1ΔNTM) at the C-terminus strongly binds to the NCT. In order to do so, the present inventors have proposed bimolecular fluorescence complementation, which enables fluorescence detection of the protein-protein interaction between VN-labeled NCT (NCT-VN) and VC-tagged SERP1 (VC-SERP1) in living cells. , BiFC) analysis (Wong et al ., J. Vis. Exp . (50): 2643, 2011).As a result, when both NCT-VN and VC-SERP1 are simultaneously expressed in cells, fluorescence Fluorescence complementarity was observed under the microscope (Fig. 5c) Conversely, fluorescence was not observed in cells expressing NCT-VN and VC-SERP1ΔC. In addition, compared to SERP1 WT, the SERP1ΔC mutant strain was PS1/2 DKO MEFs (FIG. 5D ). There was little effect on the formation of γ-secretase subcomplexes and the activity of γ-secretase in HEK293 cells (Figs. 5e and 5f).These results show that the C-terminus of SERP1 interacts with NCT and γ -This suggests that it is important for the regulation of secretase activity.

실시예 6: ER 스트레스-의존성 γ-시크리테이즈 활성화 및 Aβ 형성의 상관관계Example 6: Correlation between ER stress-dependent γ-secretase activation and Aβ formation

종래에 SERP1이 ER 스트레스 조건에서 상향 조절되고(Yamaguchi et al., J. Cell Biol. 147(6): 1195-1204, 1999), ER 스트레스가 γ-시크리테이즈 활성을 증가시키는 것으로 보고된 바 있기 때문에(Ohta et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 416(3-4): 362-366, 2011), 본 발명자들은 ER 스트레스 조건에서 γ-시크리테이즈 활성 조절에서 SERP1의 역할을 조사하였다. 종래에 보고된 바에 따르면, ER 스트레스가 Aβ 생성에 미치는 영향을 모니터링 결과, ER Ca2+ 채널의 억제제 인 thapsigargin으로 HEK-APP695 세포를 처리할 경우, SERP1 발현이 증가하고 Aβ40 및 Aβ42 생산이 촉진되는 것으로 확인되었다(도 6a). 한편, SERP1 넉다운 세포의 경우 ER 스트레스 조건 하에서도 Aβ40 및 Aβ42 생산이 증가되지 않았다(도 6b). 아울러, 대조군 세포를 thapsigargin으로 처리하면 γ-시크리테이즈 활성(도 6c)와 AICD 생성(도 6d)을 반영하는 C99-GVP/UAS 루시퍼레이즈 리포터 활성이 증가하여, Aβ 생성과 유사한 결과를 나타낸 반면, SERP1 넉다운 세포에서는 그러하지 않았다. 따라서, SERP1은 ER 스트레스 조건 하에서 γ-시크리테이즈 활성화를 통한 Aβ 생성에 필요한 인자임을 알 수 있다.Conventionally, SERP1 is upregulated in ER stress conditions (Yamaguchi et al ., J. Cell Biol . 147(6): 1195-1204, 1999), and it has been reported that ER stress increases γ-secretase activity. Because (Ohta et al ., Biochem. Biophys. Res. Commun. 416(3-4): 362-366, 2011), the present inventors investigated the role of SERP1 in regulating γ-secretase activity under ER stress conditions. I did. As a result of monitoring the effect of ER stress on Aβ production, it has been previously reported that when HEK-APP695 cells were treated with thapsigargin, an inhibitor of ER Ca 2+ channel, SERP1 expression increased and Aβ 40 and Aβ 42 production increased. It was confirmed that it is promoted (Fig. 6A). On the other hand, in the case of SERP1 knockdown cells, Aβ 40 and Aβ 42 production were not increased even under ER stress conditions (FIG. 6B). In addition, treatment of control cells with thapsigargin increased C99-GVP/UAS luciferase reporter activity, which reflects γ-secretase activity (Fig. 6c) and AICD production (Fig. 6d), showing similar results to Aβ production. , Not in SERP1 knockdown cells. Therefore, it can be seen that SERP1 is a factor necessary for Aβ production through γ-secretase activation under ER stress conditions.

또한, γ-시크리테이즈 구성요소의 수준을 확인하기 위한 웨스턴 블랏 분석 결과, 대조군 세포에서 thapsigargin(Tg) 처리시 APH1A의 수준이 증가하였으나, SERP1 넉다운 세포(도 6e)에서는 오히려 APH1A의 발현 증가가 완화되었음을 확인하였다. 이 조건 하에서, ER 보호자인 BIP의 수준은 SERP1 최저치에 의해 영향을 받지 않았다. ER 스트레스에 의한 APH1A의 증가와 상응하게, 활성 γ-시크리테이즈 복합체의 형성 또한 ER 스트레스에 의해 동시에 조절되었다. ER 스트레스는 야생형 세포에서 γ-시크레테이즈 전효소(holoenzyme)의 양을 증가시켰으나 SERP1 넉다운 세포에서는 증가하지 않았다(도 6f). 이러한 결과는 ER 스트레스 조건에서의 γ-시크리테이즈 활성의 증가가 SERP1에 의한 γ-시크리테이즈 복합체의 형성 증가에 기인한다는 것임을 보여주는 것이다.In addition, as a result of Western blot analysis to confirm the level of the γ-secretase component, the level of APH1A increased when thapsigargin (Tg) was treated in the control cells, but the expression of APH1A was rather increased in the SERP1 knockdown cells (Fig. 6e). It was confirmed that it was alleviated. Under these conditions, the level of the ER protector, BIP, was not affected by the SERP1 trough. Corresponding to the increase in APH1A by ER stress, the formation of the active γ-secretase complex was also simultaneously regulated by ER stress. ER stress increased the amount of γ-secretase preenzyme (holoenzyme) in wild-type cells, but did not increase in SERP1 knockdown cells (FIG. 6F). These results show that the increase in the γ-secretase activity under ER stress conditions is due to the increase in the formation of the γ-secretase complex by SERP1.

실시예 7: SERP1의 당뇨병성 AD 모델 마우스의 Aβ에 미치는 영향Example 7: Effect of SERP1 on Aβ in Diabetic AD Model Mice

ER 스트레스는 당뇨병에서 중요한 병인이며 당뇨병은 알츠하이머병의 후기 발병에 있어서 중요한 위험요소라는 것이 잘 알려져 있다(Ninomiya, Curr. Diab. Rep. 14: 487, 2014; Takeda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107(15): 7036-7041, 2010). 이에, 본 발명자들은 SERP1이 당뇨병과 AD를 연결시키는 중요한 위험요소가 될 수 있다고 가정했다. 이 가설을 검증하기 위해 당뇨병 모델 마우스의 뇌에서 SERP1의 발현수준을 모니터링하였다. 당뇨병의 특징인 고혈당이 ER 스트레스를 증가시키기 때문에(Lakshmanan et al., Int. J. Biochem. Cell Biol. 45(2): 438-447, 2013; Sheikh-Ali et al., Nutrition 26(11-12): 1146-1150, 2010), 포도당 수치를 측정하고 당뇨병 마우스 모델에서 SERP1이 γ-시크리테이즈에 미치는 영향을 조사하였다. 쥐에게 췌장 β-세포에 대한 특이적 독성을 나타내는 스트렙토조토신(streptozotocin, STZ)을 12일 및 19일 동안 투여했을 때 STZ를 투여한 마우스의 혈당 수치는 대조군에 비해 2배 정도 상승했다(도 7a). 예상대로, SERP1 수준은 STZ-유발 당뇨병 마우스 두뇌의 피질과 해마 모두에서 매우 높게 나타났다(도 7b 및 7c). 더구나, BN-PAGE 분석 결과 당뇨 모델 마우스에서 활성 γ-시크리테이즈 복합체의 수준이 유의하게 증가함이 확인되었다(도 7d 및 7e). 또한, 고 포도당 배지에서의 배양시 SH-SY5Y 세포에서 SERP1과 γ-시크리테이즈 복합체의 수준이 증가하였다(도 7f 및 7g).ER stress is an important etiology in diabetes, and it is well known that diabetes is an important risk factor in the later onset of Alzheimer's disease (Ninomiya, Curr. Diab. Rep . 14: 487, 2014; Takeda et al ., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107(15): 7036-7041, 2010). Accordingly, the present inventors hypothesized that SERP1 may be an important risk factor linking diabetes and AD. In order to verify this hypothesis, the expression level of SERP1 in the brain of diabetes model mice was monitored. Because hyperglycemia, a hallmark of diabetes, increases ER stress (Lakshmanan et al ., I nt. J. Biochem. Cell Biol . 45(2): 438-447, 2013; Sheikh-Ali et al ., Nutrition 26(11) -12): 1146-1150, 2010), glucose levels were measured, and the effect of SERP1 on γ-secretase in a diabetic mouse model was investigated. When streptozotocin (STZ), which exhibits specific toxicity to pancreatic β-cells, was administered to mice for 12 and 19 days, the blood glucose level of STZ-treated mice increased by about 2 times compared to the control group (Fig. 7a). As expected, SERP1 levels were very high in both the cortex and hippocampus of the brain of STZ-induced diabetic mice (FIGS. 7B and 7C ). Moreover, as a result of BN-PAGE analysis, it was confirmed that the level of the active γ-secretase complex was significantly increased in diabetic model mice (FIGS. 7D and 7E ). In addition, when cultured in high glucose medium, the level of SERP1 and γ-secretase complex increased in SH-SY5Y cells (FIGS. 7F and 7G ).

이어, 본 발명자들은 APP, presenilin 및 tau 유전자를 발현하는 AD 마우스 모델인 STZ 유도 당뇨병 3x Tg-AD 마우스에서 Aβ 생성에 대한 SERP1의 효과를 조사하였다. 마우스 뇌에서 SERP1 발현을 넉다운시키기 위해, 3x Tg-AD 마우스의 해마는 비-표적 shRNA(shCtrl) 또는 shSERP1을 양방향으로 인코딩하는 렌티 바이러스 벡터(shSERP1)를 투여하였다. 대조군과 비교했을 때, STZ-투여 마우스의 혈당 수치는 SERP1 수준에 관계 없이 약 2배 정도 상승하였다(도 8a). 종래에 보고된 바와 같이(Devi et al., PLoS One 7(3): e32792, 2012; Wang et al., Int. J. Neurosci. 124(8): 601-608, 2014; Zhou et al., Behav. Brain Funct. 11: 24, 2015), Aβ40 및 Aβ42 수준은 비-표적 shRNA를 투여한 STZ-투여 마우스에서 유의하게 증가하였다(도 8b 및 8c). 반면, shSERP1-투여 마우스 그룹에의 Aβ 수준은 STZ 투여 후에도 증가하지 않았다. 따라서, BN-PAGE 분석결과 STZ-투여 마우스에서 γ-시크리테이즈 복합체의 수준 역시 SERP1에 의존하여 조절되었음을 알 수 있었다(도 8d). 이러한 결과는 당뇨병성 AD 모델 마우스에서 SERP1이 γ-시크리테이즈 수준의 증가 및 Aβ 생성에 기여한다는 것을 시사한다.Next, the present inventors investigated the effect of SERP1 on Aβ production in STZ-induced diabetic 3x Tg-AD mice, an AD mouse model expressing APP, presenilin and tau genes. In order to knock down SERP1 expression in the mouse brain, the hippocampus of 3x Tg-AD mice was administered a non-target shRNA (shCtrl) or a lentiviral vector (shSERP1) encoding shSERP1 in both directions. When compared with the control group, the blood glucose level of the STZ-administered mice was increased by about 2 times regardless of the SERP1 level (FIG. 8A). As previously reported (Devi et al ., PLoS One 7(3): e32792, 2012; Wang et al ., Int. J. Neurosci. 124(8): 601-608, 2014; Zhou et al ., Behav.Brain Funct. 11: 24, 2015), Aβ 40 and Aβ 42 levels were significantly increased in STZ-administered mice to which non-target shRNA was administered (FIGS. 8B and 8C ). On the other hand, Aβ levels in the group of shSERP1-administered mice did not increase even after STZ administration. Accordingly, as a result of BN-PAGE analysis, it was found that the level of the γ-secretase complex in STZ-administered mice was also regulated depending on SERP1 (FIG. 8D). These results suggest that SERP1 contributes to the increase of γ-secretase levels and Aβ production in diabetic AD model mice.

또한 본 발명자들은 인체 부검조직을 이용한 실험을 통해 이러한 현상이 인체에서도 발생함을 확인할 수 있었다. 구체적으로 AD 환자로부터 수득된 부검 해마조직에서 SERP1의 발현이 연령이 동일한 비-AD 환자와 비교하여 9.6배 증가한 것으로 확인되었다(도 8e). 아울러, Braak VI 단계의 AD 환자의 두정엽에서 5.5배의 SERP1의 상향조절 양상이 관찰되었다(도 8f 및 8g). 세포 수준에서 면역 조직화학 분석 결과, 동일 연령의 비-AD 환자 대조군에 비해, AD 환자의 해마조직에서 APH1A 수치가 더 높았으며,이러한 APH1A의 수준 증가는 SERP1 면역반응의 높은 수준과 일치한다(도 8h). 상기 결과는 AD 발병에 대한 SERP1의 수준의 밀접한 관계를 보여주는 병리학적 중요성을 보여주고 있으며, AD의 발병에 있어서의 SERP1의 잠재적인 역할을 뒷받침하는 것이다.In addition, the present inventors were able to confirm that this phenomenon also occurs in the human body through an experiment using human autopsy tissue. Specifically, it was confirmed that the expression of SERP1 in the autopsy hippocampal tissue obtained from AD patients increased by 9.6 times compared to that of non-AD patients of the same age (FIG. 8E). In addition, a 5.5-fold upregulation pattern of SERP1 was observed in the parietal lobe of AD patients at Braak VI stage (FIGS. 8F and 8G ). As a result of immunohistochemical analysis at the cellular level, APH1A levels were higher in the hippocampal tissue of AD patients compared to the control group of non-AD patients of the same age, and this increased level of APH1A is consistent with the higher level of SERP1 immune response (Fig. 8h). The above results show the pathological importance of showing the close relationship of the level of SERP1 to the onset of AD, and support the potential role of SERP1 in the onset of AD.

상술한 바와 같이, 역학 연구에 따르면 당뇨병은 알츠하이머병 후기 발병의 중요한 위험인자로서, 인슐린은 정상적인 뇌 기능을 유지하는데 중요한 역할을 하고(Gray et al., Diabetes 63(12): 3992-3997, 2014) 인슐린 분해 효소(IDE)가 Aβ를 분해할 수 있기 때문에(Crane et al., N. Engl. J. Med. 369(19): 1863-1864, 2013), 시험관 내 및 생체 내 연구의 대부분은 인슐린, IDE, 및 Aβ 분해의 알츠하이머병과 상관관계를 보여주는데 촛점을 맞춰왔다, 최근 연구결과에 따르면, 고혈당증은 치매의 위험성을 증가시키고(Qiu et al., J. Biol. Chem. 273(49): 32730-32738, 1998), 시험관 내 및 생체 내에서 Aβ 생성을 촉진하여 Aβ 수준을 증가시키는 것으로 확인되었다(Tharp et al., Obesity (Silver Spring) 24(7): 1471-1479, 206; Macauley et al., J. Clin. Invest. 125(6): 2463-2467, 2016). 증가하는 증거에도 불구하고 고혈당증과 AD 병인의 상관관계를 뒷받침하는 분자 기전은 아직까지 규명되지 않았다. 본 발명자들은 고혈당/ER 스트레스에 의해 유발 된 SERP1이 당뇨병 환자에서 알츠하이머병 고위험군의 위험을 설명할 수 있는 중요한 요소가 될 수 있으며, 따라서, SERP1의 발현 또는 기능을 선택적으로 억제할 수 있는 억제제, 예컨대, SERP1 특이적 siRNA 또는 shRNA 또는 SERP1의 C-말단 4개의 아미노산을 포함하는 SERP1 비활성 유사체를 투여함으로써 고혈당증 또는 ER 스트레스에 의해 유발될 수 있는 알츠하이머병을 예방 또는 치료할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.As described above, according to epidemiological studies, diabetes is an important risk factor for the later onset of Alzheimer's disease, and insulin plays an important role in maintaining normal brain function (Gray et al ., Diabetes 63(12): 3992-3997, 2014. ) Because insulin degrading enzyme (IDE) can degrade Aβ (Crane et al ., N. Engl. J. Med. 369(19): 1863-1864, 2013), most of the in vitro and in vivo studies The focus has been on demonstrating the correlation of insulin, IDE, and Aβ degradation with Alzheimer's disease. According to a recent study, hyperglycemia increases the risk of dementia (Qiu et al ., J. Biol. Chem . 273(49): 32730-32738, 1998), and was found to increase Aβ levels by promoting Aβ production in vitro and in vivo (Tharp et al ., Obesity (Silver Spring) 24(7): 1471-1479, 206; Macauley et al ., J. Clin. Invest . 125(6): 2463-2467, 2016). In spite of increasing evidence, the molecular mechanisms underlying the relationship between hyperglycemia and AD pathogenesis have not been identified. The present inventors believe that SERP1 induced by hyperglycemia/ER stress can be an important factor that can explain the risk of Alzheimer's disease high-risk group in diabetic patients, and therefore, inhibitors that can selectively inhibit the expression or function of SERP1, such as , By administering a SERP1-specific siRNA or shRNA or a SERP1 inactive analog containing the C-terminal 4 amino acids of SERP1, it was confirmed that Alzheimer's disease, which may be caused by hyperglycemia or ER stress, can be prevented or treated, thereby completing the present invention. I did.

본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. The present invention has been described with reference to the above-described embodiments, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

<110> Seoul National University R&DB Foundation <120> Novel therapeutic agent for treating Alzheimer's disease <130> PD19-5786 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 57 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sense oliguncleotide for shSERP1 <400> 1 gatccccgca cttagcttaa attacattca agagatattt aagctaagtg cttttta 57 <210> 2 <211> 59 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> antisense oliguncleotide for shSERP1 <400> 2 gcttaaaaag cacttagctt aaattacatc tcttgaatgt aatttaagct aagtgcggg 59 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> target sense sequence for SERP1 sgRNA <400> 3 caccgcttgg cgacgttgcc gcgct 25 <210> 4 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> target antisense sequence for SERP1 sgRNA <400> 4 aaacagcgcg gcaacgtcgc caagc 25 <110> Seoul National University R&DB Foundation <120> Novel therapeutic agent for treating Alzheimer's disease <130> PD19-5786 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 57 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sense oliguncleotide for shSERP1 <400> 1 gatccccgca cttagcttaa attacattca agagatattt aagctaagtg cttttta 57 <210> 2 <211> 59 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> antisense oliguncleotide for shSERP1 <400> 2 gcttaaaaag cacttagctt aaattacatc tcttgaatgt aatttaagct aagtgcggg 59 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> target sense sequence for SERP1 sgRNA <400> 3 caccgcttgg cgacgttgcc gcgct 25 <210> 4 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> target antisense sequence for SERP1 sgRNA <400> 4 aaacagcgcg gcaacgtcgc caagc 25

Claims (7)

SERP1의 발현을 특이적으로 억제하는 항-SERP1 안티센스 올리고뉴클레오타이드, siRNA, shRNA 및 miRNA로 구성되는 군으로부터 선택되는 SERP1(stress-associated endoplasmic reticulum protein 1) 발현 억제제 또는 SERP1에 특이적으로 결합하는 길항 항체, 앱타머 및 SERP1의 C-말단의 4 아미노산 잔기를 포함하는 펩타이드 단편으로 구성되는 군으로부터 선택되는 SERP1 활성 억제제를 유효성분으로 하는 당뇨병성 알츠하이머병 치료용 약학적 조성물.Anti-SERP1 antisense oligonucleotide that specifically inhibits the expression of SERP1, a stress-associated endoplasmic reticulum protein 1 (SERP1) expression inhibitor selected from the group consisting of siRNA, shRNA, and miRNA, or an antagonistic antibody that specifically binds to SERP1 , A pharmaceutical composition for the treatment of diabetic Alzheimer's disease, comprising a SERP1 activity inhibitor selected from the group consisting of an aptamer and a peptide fragment containing 4 amino acid residues at the C-terminus of SERP1 as an active ingredient. 삭제delete 삭제delete 삭제delete SERP1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 화합물 및/또는 천연물을 탐색하는 단계를 포함하는, 당뇨병성 알츠하이머병 치료제의 스크리닝 방법.A method for screening a therapeutic agent for diabetic Alzheimer's disease, comprising the step of searching for a compound and/or a natural product that inhibits the expression or activity of the SERP1 protein. 제5항에 있어서,
상기 SERP1 단백질의 활성을 억제하는 화합물 및/또는 천연물은 SERP1 단백질 또는 상기 SERP1 단백질의 C-말단의 4 아미노산 잔기를 포함하는 펩타이드 단편 및 APH1A, NCT 및 APH1A/NCT 아복합체로 구성되는 SERP1 상호작용체가 포함된 시료에 후보 화합물 및/또는 천연물을 처리하는 단계; 및 상기 후보 화합물 및/또는 천연물을 처리하지 않은 대조군에 비해 상기 SERP1 단백질 또는 상기 SERP1 단백질의 C-말단의 4 아미노산 잔기를 포함하는 펩타이드 단편 및 상기 SERP1 상호작용체간의 상호작용을 유의하게 억제하는 후보 화합물 및/또는 천연물을 선별하는 단계를 통해 선별되는, 당뇨병성 알츠하이머병 치료제의 스크리닝 방법.
The method of claim 5,
The compound and/or natural product that inhibits the activity of the SERP1 protein is the SERP1 protein or a peptide fragment containing the C-terminal 4 amino acid residue of the SERP1 protein. And treating a candidate compound and/or a natural product to a sample containing a SERP1 interactor consisting of APH1A, NCT and APH1A/NCT subcomplexes. And the candidate compound and/or the peptide fragment containing the C-terminal 4 amino acid residue of the SERP1 protein or the SERP1 protein compared to the control not treated with the natural product, and a candidate that significantly inhibits the interaction between the SERP1 interactor. A method for screening a therapeutic agent for diabetic Alzheimer's disease, which is selected through the step of selecting a compound and/or a natural product.
제5항에 있어서,
상기 SERP1 단백질의 발현을 억제하는 화합물 및/또는 천연물은 SERP1 단백질을 발현하는 세포에 후보 화합물 및/또는 천연물을 처리하는 단계; 및 상기 세포에서 SERP1 단백질의 발현을 대조군 대비 유의하게 억제한 후보 화합물 및/또는 천연물을 선별하는 단계를 통해 선별되는, 당뇨병성 알츠하이머병 치료 후보물질의 스크리닝 방법.
The method of claim 5,
The compound and/or natural product that inhibits the expression of the SERP1 protein is treated with a candidate compound and/or a natural product on the cell expressing the SERP1 protein; And selecting a candidate compound and/or a natural product that significantly inhibited the expression of SERP1 protein in the cell compared to the control group.
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